CN111087446A

CN111087446A - 一种抑制血管紧张素转换酶的十肽及其应用

Info

Publication number: CN111087446A
Application number: CN201911396287.3A
Authority: CN
Inventors: 胡松青; 黄滟波; 侯轶
Original assignee: Sino Singapore International Joint Research Institute
Current assignee: Sino Singapore International Joint Research Institute
Priority date: 2019-12-30
Filing date: 2019-12-30
Publication date: 2020-05-01
Anticipated expiration: 2039-12-30
Also published as: CN111087446B

Abstract

本发明公开了一种抑制血管紧张素转换酶的十肽及其应用。所述的多肽包含10个氨基酸残基，分子量为1212.35，理论等电点为6.00，其氨基酸序列为：苯丙氨酸‑丝氨酸‑谷氨酸‑酪氨酸‑脯氨酸‑脯氨酸‑亮氨酸‑甘氨酸‑精氨酸‑苯丙氨酸(Phe‑Ser‑Glu‑Tyr‑Pro‑Pro‑Leu‑Gly‑Arg‑Phe)。本发明所述的十肽来源于食用酵母酶解产物，可通过固相合成制备。本发明的多肽具有良好的血管紧张素转移酶(ACE)抑制活性，对ACE的半抑制浓度IC₅₀为51.31μM，并且对细胞增殖影响小，安全性高，可用于降血压功能食品或药品的开发与制备，具有良好的应用前景。

Description

一种抑制血管紧张素转换酶的十肽及其应用

技术领域

本发明属于功能食品及生物医药领域，特别涉及一种抑制血管紧张素转换酶的十肽及其应用。

背景技术

高血压是世界上死亡率最高的疾病之一，引起人们的广泛关注。在调节人体血压的众多因素中，血管紧张素转移酶(ACE)是影响升压、降压两个系统平衡的主要因素，因此，成为治疗高血压、心力衰竭等疾病的理想靶点。对ACE活性进行抑制，可以有效降低人体血压。

人工合成的降血压药物，具有良好的降血压效果，然而其副作用也不容忽视。如引起咳嗽、味觉失灵、过敏及血压过低等症状。

因此，亟待研发获得具有降压效果好、无毒副作用的ACE抑制剂。

发明内容

本发明的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种具有ACE(血管紧张素转换酶)抑制活性的十肽。所述的十肽来源于天然产物，本发明利用食用酵母经具有蛋白酶和β-葡聚糖酶活性的枯草芽孢杆菌发酵酶制剂水解后，酵母酶解产物经LC-MS/MS鉴定、筛选得到，研究发现其对ACE具有良好的抑制活性。

本发明的另一目的在于提供所述的十肽的应用。

本发明的又一目的在于提供一种降血压功能食品、ACE抑制剂或降血压药物。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种具有ACE抑制活性的十肽，其氨基酸序列为：苯丙氨酸-丝氨酸-谷氨酸-酪氨酸-脯氨酸-脯氨酸-亮氨酸-甘氨酸-精氨酸-苯丙氨酸(Phe-Ser-Glu-Tyr-Pro-Pro-Leu-Gly-Arg-Phe)。

所述的具有ACE抑制活性的十肽可通过本领域常规技术手段制备得到，例如通过固相合成制备。

所述的具有ACE抑制活性的十肽在制备ACE抑制剂中的应用。

所述的具有ACE抑制活性的十肽在降血压功能食品中的应用。

所述的具有ACE抑制活性的十肽在制备降血压药物中的应用。

一种降血压功能食品，含有所述的具有ACE抑制活性的十肽。

一种ACE抑制剂，含有所述的具有ACE抑制活性的十肽。

一种降血压药物，含有所述的具有ACE抑制活性的十肽。

本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：

1.本发明的十肽具有良好的ACE抑制活性，其对ACE的半抑制率IC₅₀为51.31μM。

2.本发明方法是一种小分子多肽，结构易于调控，容易合成、修饰、以得到更好的活力，具有明显的应用潜力。

3.本发明的十肽来源于食用酵母的酶解产物，安全性高，食用酵母被列入FDA发布的“一般认为安全”(GRAS)食品配料，安全性高。

附图说明

图1是固相合成十肽FSEYPPLGRF色谱图。

图2是固相合成十肽FSEYPPLGRF质谱图。

图3是不同浓度FSEYPPLGRF对ACE的抑制率结果分析图。

图4是多肽FSEYPPLGRF对ACE的Lineweaver-Burk双倒数图。

图5是多肽FSEYPPLGRF对人脐静脉内皮细胞增殖的影响结果分析图。其中，**与##分别表示培养24小时和48小时后，样品组与对照组相比差异极显著(p<0.01)；*表示培养24小时后，样品组与对照组相比差异显著(p<0.05)。

图6是来源于酵母酶解物的合成多肽ACE抑制活性分析图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

本实施例中的枯草芽孢杆菌HU528保藏于广州市先烈中路100号大院59号楼5楼广东省微生物研究所的广东省微生物菌种保藏中心，保藏编号为GDMCC NO：60364，已在中国专利申请CN201810668986.8中公开。

1.酶制剂的制备

按下述方法配制液体培养基：在蒸馏水中加入蛋白胨1.5％(w/w，下同)、葡萄糖0.8％、CaCl₂ 0.05％、NaCl 0.15％，混合均匀后，调节液体培养基pH为6.0。在121℃灭菌20min后，按1.0％(v/v)将处于对数生长期的枯草芽孢杆菌HU528接种于液体培养基，在温度为25℃，搅拌转速为180r/min的条件下发酵培养60h后，所得发酵液于4℃、8000r/m离心10min后去除菌体，发酵上清液即为酶制剂。

2.蛋白酶酶活的测定

对得到的酶制剂的蛋白酶酶活进行测定。

蛋白酶酶活的测定参照国标GB/T 23527-2009进行，用不同浓度的酪氨酸作标准曲线，详细操作如下所述。用pH 7.5的磷酸盐缓冲液将酶液稀释至1mL，2％(w/v)的酪蛋白(pH 7.5)1mL，40℃水浴中预热2min后混匀，置于40℃水浴反应10min，水解反应结束后，加入2mL 0.4mol/L的三氯乙酸终止反应，40℃水浴20min后10000g离心5min，弃去沉淀；取1mL上清液加入1mL福林酚试剂和5mL 0.4mol/L的Na₂CO₃混匀后于40℃保温20min，680nm下测定其的吸光值。空白对照组中，取1mL酶液，先加入2mL 0.4mol/L的三氯乙酸，反应10min后加入1mL 2％(w/v)酪蛋白，之后与实验组的处理相同。每次测量重复三次，取平均值。测得的OD值通过标准曲线获得相应的酪氨酸浓度，并计算酶活性。蛋白酶活单位定义：在一定温度和反应体系中，稀释一定倍数的1mL样品每分钟水解酪蛋白产生1μg酪氨酸为1个蛋白酶活性单位，每毫升酶液的酶活用U/mL表示。测得所述的酶制剂中蛋白酶活力为1600U/mL。

3.β-葡聚糖酶活的测定

对得到的酶制剂的β-葡聚糖酶活力进行测定。

β-葡聚糖酶活采用DNS比色法进行测定。分别吸取0.1mL、0.2mL、0.3mL、0.4mL、0.5mL的葡萄糖标准溶液(1mg/mL)，补充蒸馏水至1mL，用1mL蒸馏水做空白对照，每支试管中加入3mL DNS试剂，摇匀后沸水浴5min，常温冷却后测定540nm处的吸光度值，绘制标准曲线。取稀释一定倍数的所述酶制剂0.5mL，加入0.5mL在55℃预热3min的可溶性酵母β-葡聚糖溶液(1％，w/v)，摇匀后在55℃水浴下反应10min。反应完成后立即加入3mL DNS溶液，充分混匀后，沸水浴5min，常温冷却后测定540nm处的吸光度值。同时，以先煮沸灭酶的所述酶制剂加0.5mL可溶性酵母β-葡聚糖溶液为空白。酶活力的计算按照公式(1)。

β-葡聚糖酶活力单位(U/mL)＝(C×K)/(180×T)(公式1)

式中，C：标准曲线上测定的吸光度值所对应的标准葡萄糖浓度(μg/mL)；K：稀释倍数；180：葡萄糖的分子量；T：反应时间，10min。

β-葡聚糖酶活定义：在适宜的反应条件下，每分钟分解β-葡聚糖产生1μmol葡萄糖所需酶蛋白的量定义为一个酶活单位，每毫升酶液的酶活力表示为U/mL。

测得所述的酶制剂中β-葡聚糖酶活力为3.0U/mL。

4.酵母酶解产物的制备及研究

在食用酵母粉(来源于广东五洲药业有限公司，干酵母2017年6月)中按每克酵母粉添加含蛋白酶活性9600U的上述酶制剂(6mL酶制剂/g干酵母)，补充无菌水至食用酵母粉与混合液体积比(料液比，w/v)为1:25。调节混合液的pH为9.0。在70℃酶解反应2h后，100℃下灭酶10min，离心取上清，将上清液进行喷雾干燥，得到酵母酶解产物。喷雾干燥的条件为进风温度150℃，出风温度为80℃，进料流量为25mL/min。

应用LC-MS/MS鉴定上述酵母酶解产物，发现含有一种序列为苯丙氨酸-丝氨酸-谷氨酸-酪氨酸-脯氨酸-脯氨酸-亮氨酸-甘氨酸-精氨酸-苯丙氨酸(Phe-Ser-Glu-Tyr-Pro-Pro-Leu-Gly-Arg-Phe)的十肽，来源于面包酒酵母(Saccharomyces cerevisiae(strainATCC 204508/S288c))的内源蛋白质：延伸因子1-α(蛋白质登录号：P02994)。所述小分子十肽的理论等电点为6.00。所述小分子多肽的分子量为1212.35g/mol。

实施例2

所述十肽采用Fmoc固相合成法人工合成制备。根据十肽的氨基酸残基组成，以氨基端具有芴甲氧羰酰基(Fmoc-)保护基团的各种氨基酸(Fmoc-Phe、Fmoc-Ser、Fmoc-Glu、Fmoc-Tyr、Fmoc-Pro、Fmoc-Leu、Fmoc-Gly、Fmoc-Arg)为原料，将Fmoc-Phe的羧基以共价键与高分子树脂(Wang树脂)相连；加入含20％(v/v)的哌啶的二甲基甲酰胺(DMF)，反应0.5h脱去氨基保护基Fmoc-；加入过量的Fmoc-Arg，以羟基苯并三唑为缩合剂，在30℃下反应2h，使得Fmoc-Arg的羧基与树脂上Phe的活性氨基缩合；重复脱保护基和缩合反应，依次连接余下的其它氨基酸后，将十肽从树脂上裂解，经C18柱分离纯化，冷冻干燥，制得该ACE抑制十肽。通过液相色谱图(图1)分析可知，该法合成的本发明所述小分子多肽，纯度为98.35％。液相色谱-质谱图(图2)证明合成的该多肽为Phe-Ser-Glu-Tyr-Pro-Pro-Leu-Gly-Arg-Phe。

实施例3

以硼酸盐缓冲液将本发明小分子多肽分别配制成为1～100μg/mL浓度溶液。分别取100μL不同浓度小分子多肽溶液和50μL 1.55mmol/L HHL(马尿酰-组氨酰-亮氨酸)溶液(溶剂为硼酸盐缓冲液)，37℃保温5min，加入10μL 0.1U/mL的ACE溶液(溶剂为硼酸盐缓冲液)混合均匀，37℃保温反应30min后加入80μL 1.0mol/L的HCl终止反应。同时用100μL的硼酸盐缓冲液替代样品溶液来制备反应液，作为空白对照组。反应液经0.22μm滤膜过滤后用RP-HPLC法检测马尿酸的峰面积，并与标准曲线对比，计算出产物马尿酸的量。

RP-HPLC检测条件：Agilent C₁₈色谱柱(4.6mm×250mm，5μm)，流动相A为去离子水(含0.1％三氟乙酸TFA(v/v))，B为甲醇(含0.1％TFA(v/v))，A:B＝40:60，柱温为25℃，流速0.8mL/min，检测波长228nm，进样量20μL。

半抑制浓度(IC₅₀)是当ACE抑制率达到50％时所需样品的浓度。分别配制不同浓度的样品溶液，测定ACE活性抑制率，以样品浓度为横坐标，ACE抑制率为纵坐标，通过GraphPad Prism软件log(inhibitor)vs.response/Variable slope(four parameters)进行拟合，并计算出IC₅₀值。

从图3可知，本发明所述的十肽在不同浓度下均对ACE具有抑制作用，经计算可知其半抑制浓度IC₅₀为51.31μM。本发明小分子多肽具有较强的ACE抑制活性，可用于降血压功能食品及药物开发。

实施例4

上述ACE抑制活性实验中，底物HHL分别配置不同浓度梯度：0.39,0.78,1.55和3.10mM。测定不同底物浓度下，十肽FSEYPPLGRF在50和100μg/mL时对ACE的抑制率。绘制Lineweaver-Burk双倒数图(图4)，结果显示多肽FSEYPPLGRF对ACE的抑制类型属于非竞争性抑制。

实施例5

取原代人脐静脉内皮细胞(购买于All cells公司，产品编号H-001F-C)，加入5mL内皮细胞完全培养液(含10％胎牛血清、生长因子、双抗，All cells公司产品编号：H-004)，以1.0e5 cells/mL密度接入0.25％明胶包被后的T25细胞培养瓶，置于37℃，5％CO₂培养箱内培养，每2天换一次培养液，每4天传代一次。取3～5代细胞，培养至对数期后，用胰酶消化，以1.0e5 cells/mL密度加入96孔板，每孔100μL，每组6个复孔，边缘孔及未用孔以等量灭菌PBS填充。待培养至细胞长满孔底80％以上时，吸弃原培养液换以100μL无血清培养液培养12h，使细胞处于同一周期。之后各孔加入100μL不同浓度的十肽FSEYPPLGRF，对照组加入100μL无血清培养液继续培养，以100μL常见的ACE抑制药物卡托普利(浓度10e-5M)为阳性对照。于24h和48h时，每孔加入20μL MTT(5mg/mL)，培养4h，吸弃孔中液体，加入150μLDMSO轻微震荡10min，用酶标仪测定570nm处吸光值。以无细胞培养液，加入等量MTT，4h后吸弃培养液，加入150μL DMSO作为调零孔。

细胞存活率(％)＝实验组吸光值/对照组吸光值

从图5可见，十肽FSEYPPLGRF加入人脐静脉内皮细胞培养24h后低剂量组(150μg/mL)的细胞存活率与对照组无显著性差异。高剂量组(300μg/mL)细胞存活率为对照组的92.06±3.16％。培养48h后，十肽FSEYPPLGRF低剂量组与高剂量组和对照组无显著差异。而阳性对照卡托普利当浓度为10e-5M时，细胞培养24h和48h的存活率有极显著降低。可见与常用药物卡托普利相比，十肽FSEYPPLGRF对人脐静脉内皮细胞增殖的影响较小，安全性更高。

实施例6

在本发明研究过程中，通过LC-MS/MS从实施例1中的酵母酶解物中鉴定了778条多肽。通过固相合成法合成了其中数条，利用实施例3的方法对这些多肽的ACE抑制活性进行研究，多肽在100μg/mL浓度时ACE抑制活性如图6所示。可以发现十肽FSEYPPLGRF对ACE的抑制活性显著，本发明的十肽FSEYPPLGRF是特别的，其效果是难以预料的。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

序列表

<110> 中新国际联合研究院

<120> 一种抑制血管紧张素转换酶的十肽及其应用

<160> 1

<170> SIPOSequenceListing 1.0

<210> 1

<211> 10

<212> PRT

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<220>

<223> 十肽氨基酸序列

<400> 1

Phe Ser Glu Tyr Pro Pro Leu Gly Arg Phe

1 5 10

Claims

1.一种具有ACE抑制活性的十肽，其特征在于：

其氨基酸序列为苯丙氨酸-丝氨酸-谷氨酸-酪氨酸-脯氨酸-脯氨酸-亮氨酸-甘氨酸-精氨酸-苯丙氨酸。

2.根据权利要求1所述的具有ACE抑制活性的十肽，其特征在于：

所述的具有ACE抑制活性的十肽通过固相合成制备得到。

3.权利要求1或2任一项所述的具有ACE抑制活性的十肽在降血压功能食品中的应用。

4.权利要求1或2任一项所述的具有ACE抑制活性的十肽在制备ACE抑制剂中的应用。

5.权利要求1或2任一项所述的具有ACE抑制活性的十肽在制备降血压药物中的应用。

6.一种降血压功能食品，其特征在于：

含有权利要求1或2任一项所述的具有ACE抑制活性的十肽。

7.一种ACE抑制剂，其特征在于：

含有权利要求1或2任一项所述的具有ACE抑制活性的十肽。

8.一种降血压药物，其特征在于：

含有权利要求1或2任一项所述的具有ACE抑制活性的十肽。