CN105200108A - 一种海马血管紧张素转化酶抑制肽的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种海马血管紧张素转化酶抑制肽的制备方法,特点是包括脱脂海马粉制备步骤;将脱脂海马粉依次用胰蛋白酶和碱性蛋白酶酶解后,过滤得到海马蛋白酶解液;将海马蛋白酶解液用超滤膜进行超滤收集分子量大于20KDa的滤液,并进行浓缩和冷冻干燥得到海马蛋白粉的步骤;最后将海马蛋白粉与水混合后加入木瓜蛋白酶进行酶解,将酶解液沸水灭活离心后,取沉淀冷冻干燥即得到海马ACE抑制肽粉末,最近依次采用Sephadex?G-15凝胶过滤、反相高效液相色谱法进行分离纯化,收集高活性组分即可,优点是工艺简单、操作方便且本法制备多肽水解度高,多肽片段分子量较小,活性高。
Description
技术领域
本发明涉及一种血管紧张素转化酶抑制肽的制备方法,尤其是涉及一种海马血管紧张素转化酶抑制肽的制备方法。
背景技术
海马又叫水马、海狗子、马头鱼、龙落子等,为介类硬骨鱼,在分类上属于鱼纲、海龙目、海龙科、海马属的海产鱼类。海马种类较多,分布较广,目前已知的有35种。一般多分布于热带、亚热带的近陆浅海海藻、海草生长丰富的海域中。分布于我国沿海附近的常见海马有:三斑海马(HippocampustrimaculatusLeach)、大海马(H.kudaBleeker)、日本海马(H.japonicusKaup)、刺海马(H.histrixKaup)和线纹海马(H.kelloggiJordanetSnyder)。在中国,海马是一种名贵的中药材,有很多功效,被人们称为“南方人参”。据《本草纲目》记录,海马具“主难产及血气痛,暖水脏,壮阳道,消瘕块,治疗疮肿痛”等功效。在我国海马的药用价值历史悠久,梁代陶弘景在《本草经集注》中已有海马药用的记载,而欧洲18世纪开始也将海马入药。目前海马在医药上的主要功能有:用于阳痿、不育、哮喘、虚烦不眠、腰腿痛、铁打损伤、外伤出血、腹痛、难产、乳腺癌、瘤块等。
据测定,海马中蛋白质含量占海马干重的67.9-73.56%,各类氨基酸含量比较均衡,对海马蛋白进行酶解制备生物活性肽具有重要的意义。生物活性肽是蛋白质中20个天然氨基酸以不同组成和排列方式构成的从二肽到复杂的线性、环形结构的不同肽类的总称,是源于蛋白质的多功能化合物。活性肽在自然界中是广泛存在的,没有肽,就没有活性,就没有生命。现代营养学研究发现:人类摄食蛋白质经消化道的酶作用后,大多是以低肽形式消化吸收的,以游离氨基酸形式吸收的比例很小;进一步试验揭示肽比游离氨基酸消化更快、吸收更多,表明肽的生物效价和营养价值比游离氨基酸更高。活性肽具有多种人体代谢和生理调节功能,易消化吸收,有促进免疫、激素调节、抗菌、抗病毒、降血压、降血脂等作用,食用安全性极高,是当前国际食品界最热门的研究课题和极具发展前景的功能因子。由于生物活性肽具有这些特殊的功能,使得人们对活性肽的需求量急剧增加,目前,已有许多活性肽应用在保健和医疗上。
血管紧张素转化酶抑制肽是一类具有抑制血管紧张素转化酶(ACE)活性的多肽物质。这类多肽由于其有降血压的功能,所以又称为降血压肽。血管紧张素转化酶抑制剂(ACEI)根据来源可分为天然和人工合成两大类,目前临床上使用的ACEI都是人工合成的。这类药物的作用机理是作为竞争性抑制剂与ACE结合,从而扰乱血管紧张素II的生成。人工合成类高血压药物对人体会产生一定的负作用,如咳嗽、皮肤瘙痒、味觉紊乱及血压过度降低等。因此,天然血管紧张素转化酶抑制肽是今后研究与发展趋势之一。海洋拥有特殊的生态环境,赋予了海洋生物异于陆生生物所特有的化学成分和结构,具有特异的高活性、高药效。近年来对海洋药物的研究越发深入,越来越多的研究发现生物活性肽具有很好的医疗保健功效,具有抗肿瘤、抗氧化、降血压、抗疲劳、增强免疫力等活性。而海马是重要的中药材,因此利用海马蛋白来开发ACE抑制肽具有重要的药用价值。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种工艺简单、操作方便且本法制备多肽水解度高,多肽片段分子量较小、活性高的海马血管紧张素转化酶抑制肽的制备方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种海马血管紧张素转化酶抑制肽的制备方法,包括以下步骤:
(1)海马前处理:将海马洗净冻好后,于-80℃下冷冻干燥48h,再用粉碎机粉碎,然后采用CO2超临界流体萃取技术脱除脂肪酸,得到脱脂海马粉;
(2)海马蛋白液制备:将步骤(1)得到的脱脂海马粉与水按40-60g/L的比例混合后,依次用胰蛋白酶和碱性蛋白酶酶解后,用滤纸过滤取上清液,即为海马蛋白酶解液;将海马蛋白酶解液用截留分子量为20KDa的超滤膜进行超滤,收集分子量大于20KDa的滤液,并进行浓缩和冷冻干燥得到海马蛋白粉;
(3)ACE抑制肽制备:将步骤(2)中得到的海马蛋白粉与水按400-600g/L的比例混合后,加入海马蛋白粉质量5%的木瓜蛋白酶进行酶解,酶解温度为59℃,时间为7.5h,pH为7.7,将酶解液沸水灭活10分钟后,于4000rpm离心10min,取沉淀冷冻干燥即得到海马ACE抑制肽粉末;
(4)ACE抑制肽纯化:采用SephadexG-15凝胶过滤对步骤(3)制备得到的ACE抑制肽粉末进行分离纯化,上样量2mL,ACE抑制肽粉末浓度为0.05g/mL,洗脱速度1.0mL/min,3mL/管,收集PH-I3、PH-I4和PH-I5三个组分;采用反相高效液相色谱法分别对PH-I3、PH-I4和PH-I5三个组分进行分离纯化,设置A相为含有体积百分数0.1%三氟乙酸的水溶液,B相为含有体积百分数0.1%三氟乙酸的乙腈溶液进行梯度洗脱,检测波长为220nm,其中PH-I3的洗脱条件为0-35min,0-32%B相,流速为1mL/min,收集组分PH-I3-5;PH-I4的洗脱条件为0-10min,100%A相;10-40min,0-24%B相,流速为1mL/min,收集组分PH-I4-3;PH-I5的洗脱条件为0-40min,0-35%B相,流速为0.8mL/min,收集组分PH-I5-3,合并PH-I3-5、PH-I4-3和PH-I5-3三个组分,冷冻干燥,即得到高活性的ACE抑制肽粉末。
步骤(1)中所述的CO2超临界萃取技术进行脱脂的条件为:萃取温度为58℃、萃取压强为35MPa、静态萃取10min后调节CO2流量为15L/h、动态萃取时间为125min的萃取条件下对海马骨粉进行脱脂。
步骤(2)中所述的胰蛋白酶的酶解条件为温度45℃、时间4h、pH8.8、添加质量为脱脂海马粉的4%;碱性蛋白酶酶解温度54.70℃、时间6h、pH9.0、添加质量为脱脂海马粉的为4%。
所述的海马包括大海马、三斑海马、线纹海马、日本海马、刺海马。
与现有技术相比,本发明的优点在于:本发明首次公开了一种海马血管紧张素转化酶抑制肽的制备方法,其利用木瓜蛋白酶酶解海马蛋白制备ACE抑制肽省时、高效,且工艺简单、操作方便、仪器设备要求低,能耗小,避免化学方法制备多肽过程中的残留和污染,且本法制备多肽水解度高,多肽片段分子量较小,更有利人体小肠的吸收。酶解后ACE抑制肽的IC50为2.028±0.110mg/mL,木瓜蛋白酶的ACE的半抑制浓度明显小于其它的蛋白酶,说明木瓜蛋白酶的酶解产物具有较好的降血压功能。通过响应面法对木瓜蛋白酶进行水解条件的优化,以达到海马蛋白最优的水解条件,在最优的酶解条件下,得到多肽ACE的半抑制浓度IC50为1.997±0.094mg/mL。经进一步分离纯化后活性大幅提高,最强活性C50值为75.93±3.59μg/mL。
附图说明
图1为添加量对木瓜蛋白酶酶解效果的影响;
图2为酶解时间对木瓜蛋白酶酶解效果的影响;
图3为酶解PH对木瓜蛋白酶酶解效果的影响;
图4为酶解温度对木瓜蛋白酶酶解效果的影响;
图5为PH-ISephadexG-15蒸馏水洗脱曲线;
图6为PH-I1、PH-I2、PH-I3、PH-I4和PH-I5各组分的ACE抑制活性分析图;
图7为反相高效液相色谱法分离纯化组分PH-I3的色谱图;
图8反相高效液相色谱法分离纯化组分PH-I4的色谱图;
图9反相高效液相色谱法分离纯化组分PH-I5的色谱图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
一、实验测定方法
1、氨基酸组成成分分析
1.1多肽蛋白样品的酸水解
多肽蛋白样品酸水解:取一定量的多肽蛋白样品,转移至水解管中,加入1mL6N的盐酸,充入N2约10min,之后密封后放置于BlockHeater干式加热器模块中,110℃水解反应24h。反应完毕后,将游离氨基酸溶液转移至1.5mLEP管中,抽真空浓缩至干。
1.2异硫氰酸苯酯(PITC)衍生方法:
混合氨基酸标准品衍生化处理:取25μL混合氨基酸标准品溶液,加入12.5μL1moL/L三乙胺涡旋混合震荡,之后加入12.5μL0.1mol/LPITC涡旋混合震荡室温静置1h,加入100μL正己烷剧烈混合震荡后静置10min,取下层溶液20μL,加入180μL流动相A溶液,混合后0.22μm过滤处理待测试。
样品溶液衍生化处理:取适量流动相A液复溶已冻干样品游离氨基酸,取25μL样品氨基酸溶液,加入12.5μL1moL/L三乙胺涡旋混合震荡,之后加入12.5μL0.1mol/LPITC涡旋混合震荡室温静置1h,加入100μL正己烷剧烈混合震荡后静置10min,取下层溶液20μL,加入180μL流动相A溶液,混合后0.22μm过滤处理待测试。
1.3高效液相色谱测试
衍生化好的氨基酸衍生物通过岛津高效液相色谱仪LC-20A分离检测,相关参数如下:A液为0.05mol/L乙酸钠水溶液,B液为甲醇乙腈水溶液(甲醇:乙腈:水=20:60:20(V:V:V))。流速为:1.0mL/min;柱温:35℃;色谱柱以95%的A液平衡后,样品由自动进样器上样到氨基酸分析柱。分离梯度为:0分钟-39分钟,B液线性梯度从5%到48%;39分钟-40分钟,B液线性梯度从48%到100%;40分钟-45分钟,B液维持在100%,45分钟---46分钟,B液线性梯度从100%到5%,46分钟-60分钟B液维持在5%。
1.4高效液相色谱数据处理
高效液相色谱LC-20A产生的原始数据由仪器自带软件LCsolution进行手动积分标峰处理,首先对氨基酸混合标准品进行积分标峰并建立外标法对应方法,之后调用建立方法对供试品色谱图进行自动积分标峰处理,并得到供试品的氨基酸组成摩尔百分比。
2、ACE抑制活性的测定
将10uL多肽溶液和l0uL的ACE溶液(0.25U/mL水)加入96微孔板的微孔中,但不混合,然后加入150uL经过预热的底物(1.0mmol/LFAPGG(N-[3-(2-呋喃基)丙烯酰]-L-苯丙氨酰-甘氨酰-甘氨酸)溶解于50mmol/LTris-HCl,pH7.5,包含0.3mol/LNaCl)使其开始反应。酶标仪的温度为37℃,每1min记录一次在340nm下的吸光值,共记录20min。空白对照使用10uL的缓冲液(50mmol/L的Tris-HCl,pH7.5,包含0.3mol/LNaCl)代替蛋白水解液。以吸光值(ΔA340min-1)对时间作出曲线,计算出斜率,取6-15min的斜率来计算。
ACE抑制率(%)=(1-ΔA抑制率/ΔA空白)×100
半抑制浓度IC50:抑制50%ACE活性时所需样品的浓度。
3、氨基态氮测量方法:本文参照酱油卫生标准的分析方法(GB/T5009.39-2003),甲醛定氮法并加以改进来测定,取酶解液上清液10mL,加入60mL蒸馏水,先将pH调制8.20,再利用标准0.0077mol/L的NaOH溶液进行滴定至pH为9.20,记录所消耗的标准NaOH的量。
DH=(h-h0)÷htot×100%=[(V2-V1)×0.0077×0.014×3]÷htot×100%
DH—水解度,%;
h,h0—分别为试验组和对照组中氨基态氮含量,ug/mL;
htot—脱脂海马骨粉原料总氮ug/mL;
V2,V1—分别为试验组和对照组所消耗的标准氢氧化钠的体积,mL。
二、具体实施例
一种海马血管紧张素转化酶抑制肽的制备方法,包括以下步骤:
1、海马前处理:将海马洗净冻好后,于-80℃下冷冻干燥48h,再用粉碎机粉碎,然后采用CO2超临界流体萃取技术脱除脂肪酸,于萃取温度为58℃、萃取压强为35MPa、静态萃取10min后调节CO2流量为15L/h、动态萃取时间为125min的萃取条件下对海马骨粉进行脱脂,得到脱脂海马粉;
2、海马蛋白液制备:将步骤(1)得到的脱脂海马粉与水按40-60g/L的比例混合后,依次用胰蛋白酶和碱性蛋白酶酶解后,用滤纸过滤取上清液,即为海马蛋白酶解液;将海马蛋白酶解液用截留分子量为20KDa的超滤膜进行超滤,收集分子量大于20KDa的滤液,并进行浓缩和冷冻干燥得到海马蛋白粉;其中胰蛋白酶的酶解条件为温度45℃、时间4h、pH8.8、添加质量为脱脂海马粉的4%;碱性蛋白酶酶解温度54.70℃、时间6h、pH9.0、添加质量为脱脂海马粉的为4%;
3、ACE抑制肽制备:将步骤(2)中得到的海马蛋白粉与水按400-600g/L的比例混合后,加入海马蛋白粉质量5%的木瓜蛋白酶进行酶解,酶解温度为59℃,时间为7.5h,pH为7.7,将酶解液沸水灭活10分钟后,于4000rpm离心10min,取沉淀冷冻干燥即得到海马ACE抑制肽粉末。
4、ACE抑制肽纯化:采用SephadexG-15凝胶过滤对步骤(3)制备得到的ACE抑制肽粉末进行分离纯化,上样量2mL,ACE抑制肽粉末浓度为0.05g/mL,洗脱速度1.0mL/min,3mL/管,收集PH-I3、PH-I4和PH-I5三个组分;采用反相高效液相色谱法分别对PH-I3、PH-I4和PH-I5三个组分进行分离纯化,设置A相为含有体积百分数0.1%三氟乙酸的水溶液,B相为含有体积百分数0.1%三氟乙酸的乙腈溶液进行梯度洗脱,检测波长为220nm,其中PH-I3的洗脱条件为0-35min,0-32%B相,流速为1mL/min,收集组分PH-I3-5;PH-I4的洗脱条件为0-10min,100%A相;10-40min,0-24%B相,流速为1mL/min,收集组分PH-I4-3;PH-I5的洗脱条件为0-40min,0-35%B相,流速为0.8mL/min,收集组分PH-I5-3,合并PH-I3-5、PH-I4-3和PH-I5-3三个组分,冷冻干燥,即得到高活性的ACE抑制肽粉末。
上述海马包括大海马、三斑海马、线纹海马、日本海马、刺海马。
三、对比试验
1、PH-I与海马蛋白(SP)氨基酸组成和疏水值(PH-I指超滤得到的分子量>20KDa的多肽,SP就是海马的蛋白质)
表1PH-I和SP中的氨基酸组成/g·100g-1蛋白质
疏水性氨基酸:缬氨酸(Val)、丙氨酸(Ala)、亮氣酸(Leu)、苯丙氨酸(Phe)、异亮氨酸(Ile)、脯氨酸(Pro)和甘氨酸(Gly),酪氨酸(Tyr)。
支链氨基酸:缬氨酸(Val)、异亮氨酸(Ile)和亮氨酸(Leu)。
芳香族氨基酸:酪氨酸(Tyr)、苯丙氨酸(Phe)。
海马蛋白(SP)和高分子蛋白组分(PH-I)氨基酸组成如表1所示。通过比较发现,PH-I中疏水性氨基酸(74.96%)、支链氨基酸(13.21%)和芳香族氨基酸(4.49%)的含量都高于SP。经多元统计分析可知:蛋白质中芳香族氨基酸含量、支链氨基酸含量和疏水性氨基酸的含量较高,蛋白的酶解物所表现的ACE抑制率越高;同时,在一定的程度内,水解度(DH%)与ACE抑制能力呈现正相关的关系,而高分子蛋白组分(PH-I)相比较于海马蛋白(SP)更容易水解。氨基酸的疏水性与蛋白质酶水解物ACE抑制能力密切相关,经观察疏水值大于10以上的氨基酸(Pro,Ile,Leu,Phe)在PH-I中含量均高于SP。由此提示,高分子蛋白组分(PH-I)更适合用酶解法来制备ACE抑制肽。
2、水解海马蛋白用酶的选择
分别选用木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶、酸性蛋白酶、复合蛋白酶和酸性蛋白酶五种蛋白酶进行酶解实验,实验中蛋白酶添加量为4%,持续水解6h。每种酶都在合适的酶解温度和PH值的条件下进行实验。
具体的工艺流程见具体实施例,其区别在于木瓜蛋白酶,温度为55℃,PH为7.5;菠萝蛋白酶,温度为55℃,PH为6.5;酸性蛋白酶,温度40℃,PH为3.0;复合蛋白酶,温度为50℃,PH为6.5;风味蛋白酶,温度为50℃,PH为6.5。木瓜蛋白酶的ACE半抑制浓度最小为2.028±0.110,ACE的半抑制浓度越小,说明多肽对ACE的抑制率越高。木瓜蛋白酶与其它几种酶相比有着明显的差异。所以选用木瓜蛋白酶来对海马蛋白酶解制备ACE抑制肽。不同蛋白酶的ACE的半抑制的浓度如表1所示。
表2不同蛋白酶的ACE半抑制浓度
a,b,c,d表示在P<0.05的条件下,差异是否显著。其中,a,b,c,d字母不相同表示差异显著,字母相同表示差异不显著。
3、木瓜蛋白酶酶解条件的确定及优化
分别对木瓜蛋白酶进行蛋白酶添加量/底物(E/S),时间(h),PH,温度(℃)进行单因素实验,具体的工艺流程如实施例2-5。
对E/S进行单因素实验,PH为7.5,温度为55℃,酶解时间为6h,E/S分别为2%,3%,4%,5%和6%和五个梯度。结果如图1所示,E/S为5%时,海马蛋白的水解度(DH%)达到最大,与2%,3%和4%有明显的差异,与6%没有差异。所以从节约的角度说,E/S为5%时比较合适。
对时间进行单因素实验,PH为7.5,温度为55℃,E/S为5%,酶解时间分别为1h,3h,5h,7h和9h共5个梯度。结果如图2所示,酶解时间为7h,DH%最大,7h与9h的差异不显著,所以酶解时间为7h适宜。
对PH进行单因素实验,温度为55℃,E/S为5%,时间为7h,PH梯度分别为5.5,6.5,7.5,8.5和9.5共5个梯度。结果如图3所示,当PH为7.5时,DH%最大,且与PH为6.5和8.5有着显著的差异。所以PH值取7.5适宜。
对温度进行单因素实验,E/S为5%,时间为7h,PH值为7.5,温度梯度设置为45℃,50℃,55℃,60℃和65℃共5个梯度。结果如图4所示,当温度为60℃时,DH%最大,并且温度为60℃与55℃和65℃时差异显著。所以最佳的酶解温度为60℃。
从节约的角度来考虑,E/S为5%,对时间、PH和温度三因素通过响应面Box-Behnken来进行工艺优化,确定最优酶解工艺,实验设计及结果如表3、表4、表5所示。
表3木瓜蛋白酶的响应面实验设计
水平 | 时间/h | pH | 温度/℃ |
-1 | 6 | 6.5 | 55 |
0 | 7 | 7.5 | 60 |
1 | 8 | 8.5 | 65 |
表4响应面实验表及结果
实验序号 | 时间/h | pH | 温度/℃ | 水解度DH% |
1 | 7(0) | 6.5(-1) | 55(-1) | 17.64±0.28 |
2 | 7(0) | 7.5(0) | 60(0) | 20.06±0.10 |
3 | 7(0) | 6.5(-1) | 65(1) | 16.12±0.11 |
4 | 7(0) | 7.5(0) | 60(0) | 20.24±0.12 |
5 | 6(-1) | 6.5(-1) | 60(0) | 17.53±0.19 |
6 | 7(0) | 7.5(0) | 60(0) | 20.15±0.01 |
7 | 7(0) | 7.5(0) | 60(0) | 20.15±0.05 |
8 | 6(-1) | 7.5(0) | 65(1) | 14.91±0.30 |
9 | 8(1) | 7.5(0) | 65(1) | 16.39±0.02 |
10 | 7(0) | 7.5(0) | 60(0) | 20.14±0.12 |
11 | 6(-1) | 7.5(0) | 55(-1) | 16.61±0.10 |
12 | 8(1) | 6.5(-1) | 60(0) | 19.48±0.34 |
13 | 6(-1) | 8.5(1) | 60(0) | 17.74±0.39 |
14 | 7(0) | 8.5(1) | 65(1) | 16.11±0.34 |
15 | 7(0) | 8.5(1) | 55(-1) | 18.32±0.21 |
16 | 8(1) | 7.5(0) | 55(-1) | 18.49±0.40 |
17 | 8(1) | 8.5(1) | 60(0) | 19.91±0.13 |
表5响应面方差分析
source | Sum of sequence | df | Mean square | F-value | P-value |
Model | 49.81 | 9 | 5.54 | 434.54 | <0.0001** |
A | 6.99 | 1 | 6.99 | 548.81 | <0.0001** |
B | 0.21 | 1 | 0.21 | 16.83 | 0.0046* |
C | 7.09 | 1 | 7.09 | 556.17 | <0.0001** |
AB | 0.012 | 1 | 0.012 | 0.95 | 0.3623 |
AC | 0.040 | 1 | 0.040 | 3.14 | 0.1197 |
BC | 0.12 | 1 | 0.12 | 9.34 | 0.0184* |
A2 | 3.92 | 1 | 3.92 | 307.84 | <0.0001** |
B2 | 1.13 | 1 | 1.13 | 88.57 | <0.0001** |
C2 | 28.09 | 1 | 28.09 | 2203.99 | <0.0001** |
Residual | 0.089 | 7 | 0.013 | ||
Lack of fit | 0.073 | 3 | 0.024 | 5.97 | 0.0585 |
Pure Error | 0.016 | 4 | 4.070E-003 | ||
R2 | 0.9982 | ||||
Adj | 0.9959 |
注:(a)P-valueProb>F值的大小表示模型及各因素的显著水平;(b)P-valueProb>F值大于0.05表示模型及各因素无显著影响,P-valueProb>F小于0.05表示模型及各因素有显著影响,P-valueProb>F小于0.01表示模型及因素有极显著影响。
用Design-Expert8.0.b软件对木瓜蛋白酶进行酶解条件优化,实验数据见表3,方差分析见表4,并得到木瓜蛋白酶的回归方程:
(a)DH(%)=-445.704+15.236A+9.615B+12.608C+0.055AB-0.02AC-0.0345BC-0.965A2-0.518B2-0.1033C2
其中,A、B、C分别表示时间、PH和温度。由表4方差分析得出,木瓜蛋白酶的模型Prob>F(a)值小于0.01,表明木瓜蛋白酶的模型是极显著的。失拟项(lackoffit)表示模型预测值与实际值不拟合的概率,表4中木瓜蛋白酶的模型失拟项的Prob>F(a)值为0.0585大于0.05,模型失拟项不显著,模型选择合适,可以用此模型对海马蛋白进行酶解工艺优化。
根据方程(a)及表4可见,AB、AC对木瓜蛋白酶没有显著影响,A、C、A2、B2、C2对木瓜蛋白酶有极显著影响,B、BC对木瓜蛋白酶有显著影响。回归方程优化后得:
(a)DH(%)=-445.704+15.236A+9.615B+12.608C-0.0345BC-0.965A2-0.518B2-0.1033C2可见,对木瓜蛋白酶而言,时间和温度对木瓜蛋白酶酶解效果影响均较大,其次为PH。
由上表可知,海马蛋白用木瓜蛋白酶最佳的酶解工艺为时间为7.5小时,PH为7.72,温度为59℃,预测的水解度为20.49%。其中PH值为了实验方便矫正为7.7。
海马蛋白水解度验证:经测量在木瓜蛋白酶最佳E/S为5%,时间为7.5小时,PH为7.7,温度为59℃的实验条件下,测得海马蛋白的最佳水解度为DH=20.41±0.12%,略小于预测值20.49%,其误差范围在1%之内。说明海马蛋白木瓜蛋白酶酶解工艺优化效果较好。
ACE半抑制浓度的验证:经测量在木瓜蛋白酶最佳E/S为5%,时间为7.5小时,PH为7.7,温度为59℃的实验条件下,测得ACE的半抑制浓度IC50=1.897±0.072,与优化前的ACE半抑制浓度为2.028±0.110相比,有着显著的提高。说明木瓜蛋白酶优化后,ACE的抑制效果较好。故此法证明,在木瓜蛋白酶的优化条件下,能够制备出ACE抑制肽。
4、ACE抑制肽的凝胶过滤分离纯化
采用自然沉降法填装SephadexG-15凝胶柱,用蒸馏水对凝胶柱进行平衡处理。每次取0.1g上述具体实施例中步骤(3)制备得到的多肽粉末溶解在2mL蒸馏水中,0.45μm针孔式滤膜过滤。然后上样进行洗脱,上样量2mL,洗脱速度1.0mL/min,收集3mL/管,在220nm波长处进行检测多肽含量,以洗脱液时间为横坐标,吸光度为纵坐标,绘制洗脱曲线,并根据分管收集各洗脱峰。
结果如图5所示,共出现5个PH-I(PH-I指超滤得到的分子量>20KDa的多肽)洗脱峰,分别为PH-I1、PH-I2、PH-I3、PH-I4和PH-I5;分别对纯化后的五个部分进行ACE抑制活性分析,结果如图6所示,经测定PH-I3、PH-I4和PH-I5抑制肽的活性最好,3个区间的IC50值分别为0.896mg/mL,0.982mg/mL和0.814mg/mL。由于PH-I3、PH-I4和PH-I5的IC50值较低,有必要做出进一步的分离纯化以制备出更高活性的ACE抑制肽。
5、反相高效液相色谱(RP-HPLC)分离纯化
采用半制备型的反相高效液相色谱柱ZORBAXSB-C18(9.4mmx250mm;5μm)对PH-I3、PH-I4和PH-I5做出进一步的分离纯化。利用水(含有体积百分数为0.1%三氟乙酸)A--乙腈(含有体积百分数为0.1%三氟乙酸)B进行梯度洗脱,检测波长为220nm,其中PH-I3的洗脱条件为0-35min,0-32%B,流速为1mL/min(结果如图7所示);PH-I4的洗脱条件为0-10min,100%A;10-40min,0-24%B,流速为1mL/min(结果如图8所示);PH-I5的洗脱条件为0-40min,0-35%B,流速为0.8mL/min(结果如图9所示)。经过进一步的分离纯化后,所获得的高活性的ACE抑制肽的IC50如表1所示。
表1RP-HPLC分离纯化后各组分的IC50值
峰的类型 | IC50(μg /mL) | 峰的类型 | IC50(μg/mL) | 峰的类型 | IC50(μg/mL) |
PH-I3-1 | 558.64±5.28 | PH-I4-1 | 471.27±3.55 | PH-I5-1 | 996.57±14.06 |
PH-I3-2 | 552.6±7.88 | PH-I4-2 | 817.08±8.31 | PH-I5-2 | 490.91±3.49 |
PH-I3-3 | 532.71±7.47 | PH-I4-3 | 178.67±1.43 | PH-I5-3 | 75.93±3.59 |
PH-I3-4 | 358.24±6.95 | PH-I4-4 | 293.07±4.52 | - | - |
PH-I3-5 | 102.77±5.93 | - | - | - | - |
由表1可知:PH-I3经半制备型的RP-HPLC分离纯化后,第5个组分(PH-I3-5)的活性最强,IC50值为102.77±5.93μg/mL;PH-I4经半制备型的RP-HPLC分离纯化后,第3个组分(PH-I4-3)活性最强,IC50值为178.67±1.43μg/mL;PH-I5经半制备型的RP-HPLC分离纯化后,第3个组分(PH-I5-3)的活性最强,IC50值为75.93±3.59μg/mL。因此,对PH-I3-5、PH-I4-3和PH-I5-3这3个组分进行收集,以制备出高活性的ACE抑制肽。
当然,上述说明并非对本发明的限制,本发明也并不限于上述举例。本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内作出的变化、改型、添加或替换,也应属于本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种海马血管紧张素转化酶抑制肽的制备方法,其特征在于包括以下步骤:
(1)海马前处理:将海马洗净冻好后,于-80℃下冷冻干燥48h,再用粉碎机粉碎,然后采用CO2超临界流体萃取技术脱除脂肪酸,得到脱脂海马粉;
(2)海马蛋白液制备:将步骤(1)得到的脱脂海马粉与水按40-60g/L的比例混合后,依次用胰蛋白酶和碱性蛋白酶酶解后,用滤纸过滤取上清液,即为海马蛋白酶解液;将海马蛋白酶解液用截留分子量为20KDa的超滤膜进行超滤,收集分子量大于20KDa的滤液,并进行浓缩和冷冻干燥得到海马蛋白粉;
(3)ACE抑制肽制备:将步骤(2)中得到的海马蛋白粉与水按400-600g/L的比例混合后,加入海马蛋白粉质量5%的木瓜蛋白酶进行酶解,酶解温度为59℃,时间为7.5h,pH为7.7,将酶解液沸水灭活10分钟后,于4000rpm离心10min,取沉淀冷冻干燥即得到海马ACE抑制肽粉末;
(4)ACE抑制肽纯化:采用SephadexG-15凝胶过滤对步骤(3)制备得到的ACE抑制肽粉末进行分离纯化,上样量2mL,ACE抑制肽粉末浓度为0.05g/mL,洗脱速度1.0mL/min,3mL/管,收集PH-I3、PH-I4和PH-I5三个组分;采用反相高效液相色谱法分别对PH-I3、PH-I4和PH-I5三个组分进行分离纯化,设置A相为含有体积百分数0.1%三氟乙酸的水溶液,B相为含有体积百分数0.1%三氟乙酸的乙腈溶液进行梯度洗脱,检测波长为220nm,其中PH-I3的洗脱条件为0-35min,0-32%B相,流速为1mL/min,收集组分PH-I3-5;PH-I4的洗脱条件为0-10min,100%A相;10-40min,0-24%B相,流速为1mL/min,收集组分PH-I4-3;PH-I5的洗脱条件为0-40min,0-35%B相,流速为0.8mL/min,收集组分PH-I5-3,合并PH-I3-5、PH-I4-3和PH-I5-3三个组分,冷冻干燥,即得到高活性的ACE抑制肽粉末。
2.根据权利要求1所述的一种海马血管紧张素转化酶抑制肽的制备方法,其特征在于步骤(1)中所述的CO2超临界萃取技术进行脱脂的条件为:萃取温度为58℃、萃取压强为35MPa、静态萃取10min后调节CO2流量为15L/h、动态萃取时间为125min的萃取条件下对海马骨粉进行脱脂。
3.根据权利要求1所述的一种海马血管紧张素转化酶抑制肽的制备方法,其特征在于:步骤(2)中所述的胰蛋白酶的酶解条件为温度45℃、时间4h、pH8.8、添加质量为脱脂海马粉的4%;碱性蛋白酶酶解温度54.70℃、时间6h、pH9.0、添加质量为脱脂海马粉的为4%。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的一种海马ACE抑制肽的制备方法,其特征在于:所述的海马包括大海马、三斑海马、线纹海马、日本海马、刺海马。
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