CN116041427A - 两种杂粮来源的ace抑制肽及其制备方法和应用 - Google Patents

两种杂粮来源的ace抑制肽及其制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN116041427A
CN116041427A CN202211443667.XA CN202211443667A CN116041427A CN 116041427 A CN116041427 A CN 116041427A CN 202211443667 A CN202211443667 A CN 202211443667A CN 116041427 A CN116041427 A CN 116041427A
Authority
CN
China
Prior art keywords
seq
ace
peptide
preparation
ace inhibitory
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202211443667.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN116041427B (zh
Inventor
赵卿宇
沈群
郝智慧
陈昶宇
王超
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Agricultural University
Original Assignee
China Agricultural University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Agricultural University filed Critical China Agricultural University
Priority to CN202211443667.XA priority Critical patent/CN116041427B/zh
Publication of CN116041427A publication Critical patent/CN116041427A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN116041427B publication Critical patent/CN116041427B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K7/00Peptides having 5 to 20 amino acids in a fully defined sequence; Derivatives thereof
    • C07K7/04Linear peptides containing only normal peptide links
    • C07K7/06Linear peptides containing only normal peptide links having 5 to 11 amino acids
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23LFOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L33/00Modifying nutritive qualities of foods; Dietetic products; Preparation or treatment thereof
    • A23L33/10Modifying nutritive qualities of foods; Dietetic products; Preparation or treatment thereof using additives
    • A23L33/17Amino acids, peptides or proteins
    • A23L33/18Peptides; Protein hydrolysates
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P9/00Drugs for disorders of the cardiovascular system
    • A61P9/12Antihypertensives
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23VINDEXING SCHEME RELATING TO FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES AND LACTIC OR PROPIONIC ACID BACTERIA USED IN FOODSTUFFS OR FOOD PREPARATION
    • A23V2002/00Food compositions, function of food ingredients or processes for food or foodstuffs
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K38/00Medicinal preparations containing peptides

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Mycology (AREA)
  • Nutrition Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)

Abstract

本申请提供了来自红小豆或者小米ACE抑制肽及其制备方法和应用;所述ACE抑制肽序列选自SEQ ID NO.1、SEQ ID NO.5。本申请通过不断优化制备方法,获得了杂粮蛋白水解物,进一步运用超滤、质谱测序、生物信息学等技术首次从红小豆和小米蛋白中筛选得到ACE抑制肽PWVQKP和FNPMFNPM,并明确了它们的结构;其主要通过疏水相互作用和氢键与ACE蛋白结合,无毒、无过敏性、分子量小、不被胃肠道消化、易于吸收;作为功能成分用于食品、保健品以及降血压药品中,具有良好的市场前景。

Description

两种杂粮来源的ACE抑制肽及其制备方法和应用
技术领域
本申请属于蛋白领域和高血压治疗领域。具体地,本申请提供了来自红小豆或者小米ACE抑制肽及其制备方法和应用。
背景技术
据《中国心血管健康与疾病报告2021》显示,我国目前的高血压患者已超过2.45亿人。高血压是引发心肌梗塞、心力衰竭、中风、慢性肾病的主要危险因素,全世界每年由高血压导致死亡的人数约占总死亡人数的13%。血管紧张素转化酶(Angiotensin ConvertingEnzyme,ACE)是人体内调控肾素-血管紧张素系统和激肽释放酶-激肽系统的关键酶,具有调控人体血压的特殊作用,其在哺乳动物各类组织和血浆中大量存在,尤其广泛分布于脑、肺、肾及雄性动物的性器官中。目前,临床用于治疗高血压的ACE抑制剂有20多种,大多数是化学合成药物例如卡托普利、阿拉普利、缬沙坦等,但它们长期服用会对患者产生明显的毒副作用,如头晕、高钾血症、肾功能损害、皮肤瘙痒、咳嗽、味觉紊乱或血压过低等。因此开发安全、无毒副作用的新型预防和治疗降压药物十分必要。
ACE抑制肽又称降压肽,是一种对ACE活性具有抑制作用的多肽类物质,其分子量通常小于3kDa,一般由2~12个氨基酸残基组成,主要来源为动/植物蛋白、乳蛋白和海洋生物。ACE抑制肽可通过与ACE活性位点结合,竞争性地抑制ACE的活性,调节肾素-血管紧张素系统和激肽释放酶-激肽系统达到降低血压的目的。与其他化学合成ACE抑制剂相比,ACE抑制肽具有天然、生物活性高、毒副作用小和易于吸收等优点,是ACE抑制剂研究的新热点。
杂粮因其丰富的健康功效,目前备受关注。杂粮蛋白具有较高的营养价值和功能特性,它们不仅为人们提供良好的膳食蛋白质,而且还可以抑制高血压、糖尿病、动脉粥样硬化等代谢疾病。随着现代社会经济的发展和人们生活水平的提高,杂粮蛋白肽的研究与开发应用逐渐成为食品和医药领域的热门。近年来,已有研究利用红小豆、小米等多种杂粮原料酶解制备粗肽产物,并对其进行ACE抑制活性评价。然而杂粮蛋白经酶解后的多肽产物组成十分复杂,其中包含大量未知序列、未知功能的多肽,并且机体的酶解消化作用也会使多肽的结构发生改变进而降低多肽的ACE抑制活性。因此,有必要对杂粮蛋白酶解物进行更深入的分析,从中寻找新型、稳定性好和易于吸收的ACE抑制肽,这对肽类降压药物和保健食品的开发及发展具有重要意义,同时也为杂粮蛋白的高值化利用提供理论依据。
发明内容
本发明以开发具有降血压作用的杂粮蛋白肽为研究目标,并将制备工艺规范化、筛选过程具体化。杂粮蛋白经酶解后的多肽产物组成十分复杂,其中包含大量未知序列、未知功能的多肽,并且机体的酶解消化作用也会使多肽的结构发生改变进而降低多肽的ACE抑制活性。本发明在研发中,不断优化制备方法,获得了杂粮蛋白水解物,进一步运用超滤、质谱测序、生物信息学等技术首次从杂粮(红小豆和小米)蛋白中筛选得到未经报道的ACE抑制肽PWVQKP和FNPMFNPM,并明确了它们的结构。来自于杂粮蛋白天然提取或人工氨基酸合成的PWVQKP和FNPMFNPM主要通过疏水相互作用和氢键与ACE蛋白结合,无毒、无过敏性、分子量小、不被胃肠道消化、易于吸收,因此作为功能成分用于食品、保健品以及降血压药品中,具有良好的市场前景。
一方面,本申请提供了来自红小豆或者小米ACE抑制肽,所述ACE抑制肽的序列选自:SEQ ID NO.1、SEQ ID NO.2、SEQ ID NO.3、SEQ ID NO.4、SEQ ID NO.5、SEQ ID NO.6、SEQ ID NO.7、SEQ ID NO.8、SEQ ID NO.9、GIN;或者与SEQ ID NO.1、SEQ ID NO.2、SEQ IDNO.3、SEQ ID NO.4、SEQ ID NO.5、SEQ ID NO.6、SEQ ID NO.7、SEQ ID NO.8、SEQ ID NO.9、GIN有90%以上的序列同一性,并有ACE抑制活性的序列。
进一步地,所述ACE抑制肽的序列选自SEQ ID NO.1、SEQ ID NO.5;或者与SEQ IDNO.1、SEQ ID NO.5有90%以上的序列同一性,并有ACE抑制活性的序列。
进一步地,所述ACE抑制肽的序列选自SEQ ID NO.1、SEQ ID NO.5。
进一步地,本申请提供了上述ACE抑制肽在制备治疗高血压的药物中的应用。
进一步地,本申请提供了上述ACE抑制肽在制备适用于高血压患者的食品或保健品中的应用。
另一方面,本申请提供了药物组合物,所述药物组合物包含上述肽。
另一方面,本申请提供适用于高血压患者的食品或保健品,所述食品或保健品包含上述肽。
进一步地,所述药物组合物、食品或保健品中还包含药学、食品或者保健品上可接受的辅料。
进一步地,所述辅料选自溶剂、助溶剂、pH调节剂、稳定剂、填充剂、包衣剂、润滑剂等,这些辅料本领域技术人员可以从药剂学或食品学工具书中选用、
另一方面,本申请提供了上述肽的制备方法,所述制备方法为Fmoc固相合成法。
另一方面,本申请提供了降低或者抑制血压升高的非治疗方法,所述方法包括向对象施用上述肽或者包含上述肽的药物组合物。
另一方面,本申请提供了上述肽的筛选方法,所述方法包括提取红小豆或小米蛋白的提取;酶解获得粗肽;粗肽超滤级分的制备及鉴定;基于生物信息学的ACE抑制肽筛选。
进一步地,所述基于生物信息学的ACE抑制肽筛选步骤包括采用ToxinPrep平台,基于SVM(Swiss-Port)算法,对肽进行毒性预测;利用AllerTOP v.2.0对肽进行过敏性预测;通过PeptideRanker在线平台分析多肽的潜在生物活性,其中阈值大于0.5则被认为具有生物活性;采用PeptideCutter对肽进行胃肠道消化性预测;通过admetSAR对肽进行人体肠道吸收性预测。
进一步地,所述酶解获得粗肽包括使用胃蛋白酶和胰酶酶解。
进一步地,所述粗肽超滤级分的制备及鉴定中对粗肽进行超滤以得到<3kDa级分,并采用液相色谱-串联质谱对<3kDa级分进行质谱测序。
本申请中的序列同一性可以使用本领域已知的算法,例如BLAST、GenPAST等计算。
本领域技术人员可以根据蛋白领域的常识使用Fmoc固相合成法合成上述已知序列的肽,其中使用的树脂等试剂可以常规制备或者市售购买。
本申请中的方法可以是用于医学实验,如模型构建的非治疗方法,所述施用对象可选人、猴、马、犬等哺乳动物。
附图说明
图1为PWVQKP的质谱分析结果图;
图2为两种多肽的ACE抑制率;
图3PWVQKP的分子对接结果图;
图4为FNPMFNPM的质谱分析结果图;
图5为FNPMFNPM的分子对接结果图。
具体实施方式
实施例1
1)红小豆蛋白的提取
红小豆粉(规格:80目)加入到正己烷(1:3,w/v)中脱脂,室温下用水浴振荡器连续搅拌4h,静置1h使红小豆粉沉降与上层有机溶剂分离后,倾出有机溶剂进行回收。最后将脱脂红小豆粉置通风橱中风干12h备用。将脱脂红小豆粉按1:10的比例(w/v)分散到蒸馏水中,并使用1mol/L NaOH调节溶液pH值至8.5。在40℃的水浴摇床中连续搅拌1h后,将该溶液在4℃,7000×g下离心30min,收集上清液。用1mol/L HCl将上清液pH值调至4.5,室温下静置1h后,在4℃,7000×g下离心10min以利于蛋白质沉淀。收集蛋白质沉淀,蒸馏水洗涤沉淀3次,使用1mol/L NaOH将蛋白pH值调节至7.0。红小豆蛋白溶液装入透析袋,并置于蒸馏水中低温透析24h。透析过程中需要换4~5次蒸馏水,最后冷冻干燥并保存在-20℃。采取凯氏定氮法测定提取的红小豆蛋白的蛋白质含量,结果为88.7%,其满足后续实验需求。
2)两步酶解法制备粗肽
第一步酶解使用的酶为酶活为250U/mg的胃蛋白酶(货号:P7000,Sigma),第二步酶解使用的酶为酶活为8×USP的胰酶(货号:P7545,Sigma)。将红小豆蛋白按照5%(w/v)的比例在蒸馏水中混合均匀,使用1mol/L HCl调节蛋白溶液pH值到2.0。然后加入4%胃蛋白酶(w/w),混匀后置于摇床中振荡酶解,摇床转速为300rpm,酶解时间2h,酶解温度37℃。第一步酶解结束后,先使用0.9mol/L NaHCO3将溶液pH值调节到5.3,再用1mol/L NaOH将pH值维持在7.5,最后加入4%胰酶(w/w),并在37℃下酶解2h。第二步酶解结束后,酶解液沸水浴10min,灭活残留的酶。酶解液经室温冷却后,在4℃,7000×g下离心20min,收集上清液(即为红小豆粗肽溶液),弃沉淀。
3)粗肽超滤级分的制备及鉴定
ACE抑制肽的分子量通常小于3kDa,因此收集红小豆粗肽溶液中的<3kDa级分。由于超滤离心管的超滤薄膜含有微量甘油,故在使用前需用超纯水预清洗。12mL红小豆粗肽溶液转移至3kDa离心超滤管,4℃,5000×g离心30min后即得分子量<3kDa的红小豆粗肽溶液。最后冷冻干燥,并在-20℃保存。
取100mg红小豆粗肽溶液中<3kDa级分冻干粉样品并用C18除盐柱进行除盐。将样品经由配备分析柱Acclaim PepMap C18,75μm×25cm和在线纳喷离子源的LC-MS/MS分析。3μL样品以60min的梯度分离样品,柱流量为300nL/min,柱温为40℃,电喷雾电压2kV。流动相A相:0.1%甲酸水溶液,B相:含0.1%甲酸的80%的ACN溶液。梯度从2%的B相起始,平衡3min,在47min以非线性梯度升高到35%,1min内升高到100%,维持12min。质谱仪在数据依赖采集模式下运行,自动在MS和MS/MS采集间切换。质谱参数如下:(1)MS:扫描范围(m/z):200-1800,AGC target:3e6,分辨率:70000,最大注入时间:50ms;(2)HCD-MS/MS:分辨率:17500,AGC target:1e5,动态排除时间:30s,最大注入时间:45ms。串联质谱图经过PEAKSStudio version 10.6分析。PEAKS DB对uniprot-Vigna(version202111,140881entries)数据库搜库,肽段卡值为:-10lgP≥20;在数据库中未检索到的肽段,通过设置ALC(%)≥80得出,部分典型结果见表1。
4)基于生物信息学的ACE抑制肽筛选
作为功能成分用于食品、保健品以及降血压药品的ACE肽,其无毒、无过敏性和高生物活性是筛选的基本前提。胃肠道的代谢活动是限制肽类物质吸收的主要障碍,而由2-6个氨基酸组成,分子量集中在1000Da以下的活性肽可以不被胃肠道消化。由于ACE在哺乳动物各类组织和血浆中大量存在,尤其广泛分布于脑,肺,肾及雄性动物的性器官中,因此人体肠道吸收性也是筛选ACE肽的重要指标。故基于生物信息学技术对<3kDa级分中的肽段,依据分子量小(<1000Da)、无毒、无过敏性、高生物活性、胃肠道不消化和人体肠道易吸收为标准,筛选出符合开发要求的ACE抑制肽。
采用ToxinPrep(https://webs.iiitd.edu.in/raghava/toxinpred/index.html)平台,基于SVM(Swiss-Port)算法,对肽进行毒性预测。利用AllerTOP v.2.0(http://www.ddg-pharmfac.net/AllerTOP/)对肽进行过敏性预测。通过PeptideRanker在线平台(http://distilldeep.ucd.ie/PeptideRanker/)分析肽的潜在生物活性,其中阈值大于0.5则被认为具有生物活性。采用PeptideCutter(https://web.expasy.org/peptide_cutter/)对肽进行胃肠道消化性(基于胃蛋白酶和胰蛋白酶)预测。通过admetSAR(http://lmmd.ecust.edu.cn/admetsar1/home/)对肽进行人体肠道吸收性预测。依据分子量小(<1000Da)、无毒、无过敏性、高生物活性(>0.5)、胃肠道不消化和人体肠道易吸收为标准,首次从杂粮(红小豆)蛋白中筛选得到未经报道的ACE抑制肽PWVQKP(见表1)。
表1基于生物信息学的红小豆肽性质预测
Figure BDA0003948982150000051
Figure BDA0003948982150000061
5)抑制效果及机理分析
采用Fmoc固相合成法制备肽PWVQKP,并通过高效液相色谱和质谱分析,确定肽纯度大于95%,质谱结果见图1。高效液相色谱法测定肽体外ACE抑制活性,具体方法如下:
使用100mmol/L硼酸钠缓冲液(pH 8.3,300mmol/L氯化钠)配制5mmol/L马尿酰组氨酰亮氨酸(HHL)溶液和0.1U/mLACE溶液(货号:A6778,Sigma)。
将200μL 1mg/L PWVQK溶液(蒸馏水作为空白对照组)与500μL HHL溶液在37℃下孵育5min。然后加入200μL ACE溶液涡旋混匀,37℃下孵育60min。反应结束后,加入100μL0.2mmol/L HCl溶液终止反应。反应液经孔径为0.22μm聚四氟乙烯过滤膜过滤后,使用HPLC测定产物马尿酸的峰面积。每个样品做3个平行。HPLC分析参数为:色谱柱:InertSilODS-SP5um 4.6×150mm,柱温:30℃,进样量:10μL。流动相A:100%水;流动相B:75%水,25%乙腈;流速:1mL/min,检测波长:228nm。ACE抑制率的计算公式如下:
ACE抑制率(%)=(Acontrol-Ainhibition)/Acontrol×100 式(1)
式(1)中Acontrol为不添加ACE抑制肽产生的马尿酸的峰面积,Ainhibition为添加ACE抑制肽产生的马尿酸的峰面积。
体外试验结果发现在1mg/mL浓度下,PWVQKP的ACE抑制率达到82.29%,这表明该肽对ACE有较好的抑制活性,可用于研发治疗高血压的药品、功能食品和保健品等(见图2)。
将上述筛选的肽PWVQKP进行ACE分子对接试验,以明确抑制机理。从RCSB蛋白数据库(http://www.rcsb.org/)获取ACE(PDB编号:1O8A)的晶体结构,采用Dock 6.9将PWVQKP与ACE进行半柔性对接,基于Grid打分函数进行能量评价。在分子对接前保留Zn2+和Cl-,去除水分子和其他配体。分子对接以ACE的S1活性口袋(Ala354、Glu384和Tyr523)为中心,即坐标为X:44.831,Y:34.109,Z:46.363。对接打分是配体与大分子结合的近似势能,较低的得分值表明目的大分子与配体之间具有强亲和力。范德华力贡献指的是兀-兀堆积、疏水作用等非极性作用。静电力贡献则表现为盐桥、氢键等极性作用。对接打分是范德华力贡献和静电力贡献的总和,通常小于-50kcal/mol的对接打分值表示较好的结合力。根据对接打分,选择与ACE的最佳结合方式,确定ACE抑制肽与ACE之间的相互作用方式。图3显示了肽PWVQKP与ACE的最佳对接姿势,在该情况下的对接打分是-117.0007kcal/mol,范德华力贡献是-114.0138kcal/mol,静电力贡献是-2.9869kcal/mol(见表2)。对接模拟图3也展示了肽PWVQKP与ACE氨基酸残基的结合主要依赖于盐桥、疏水相互作用、兀-兀堆积和氢键。具体地说,PWVQKP肽与氨基酸残基(Arg124)形成盐桥,与氨基酸残基(Pro407、His410、Trp357)形成疏水相互作用,与氨基酸残基(His410)形成兀-兀堆积,与氨基酸残基(Lys368、Ser355、Ala356)形成氢键(见图3)。
计算机软件被用来对PWVQKP进行特性预测,其中总平均亲水性通过ExPasy(https://web.expasy.org/protparam/),等电点通过Pepdraw(http://www.tulane.edu/~biochem/WW/PepDraw/)评估。如表2所示,总平均亲水性可以用来表征蛋白质的亲疏水性,其中负值越大表明亲水性越强,结果表明PWVQKP具有较好的亲水性。PWVQKP的等电点大于7,表明它呈碱性。
表2肽PWVQKP的分子对接结果及特性预测
Figure BDA0003948982150000071
实施例2
1)小米蛋白的提取
将小米粉以1:5(w/v)的比例分散在正己烷中,于37℃水浴震荡4h并静置1h。明显分层后,倒去上层正己烷试剂,收集下层沉淀物,并在通风橱中干燥12h以完全除去试剂残留。风干后的小米脱脂粉过60目筛备用。将脱脂小米粉按1:7(w/v)的比例分散在70%乙醇溶剂中,于37℃下水浴震荡反应4h,随后在8000rpm下离心15min并收集上清液。用透析袋对上清液透析36h,期间更换蒸馏水4-5次。透析结束后,将透析液在7000rpm下离心5min,收集沉淀进行冻干,即得小米蛋白。根据凯氏定氮法测得小米蛋白的蛋白质含量为90.68%。
2)两步酶解法制备粗肽
第一步酶解使用的酶为酶活为250U/mg的胃蛋白酶(货号:P7000,Sigma),第二步酶解使用的酶为酶活为8×USP的胰酶(货号:P7545,Sigma)。将小米蛋白按照5%(w/v)的比例在蒸馏水中混合均匀,使用1mol/L HCl调节蛋白溶液pH值到2.0。然后加入4%胃蛋白酶(w/w),混匀后置于摇床中振荡酶解,摇床转速为300rpm,酶解时间2h,酶解温度37℃。第一步酶解结束后,先使用0.9mol/L NaHCO3将溶液pH值调节到5.3,再用1mol/L NaOH将pH值维持在7.5,最后加入4%胰酶(w/w),并在37℃下酶解2h。第二步酶解结束后,酶解液沸水浴10min,灭活残留的酶。酶解液经室温冷却后,在4℃,7000×g下离心20min,收集上清液(即为小米粗肽溶液),弃沉淀。
3)粗肽超滤级分的制备及鉴定
12mL小米粗肽溶液转移至3kDa离心超滤管,4℃,5000×g离心30min后即得分子量<3kDa的小米粗肽溶液。最后冷冻干燥,并在-20℃保存。
取100mg小米粗肽溶液中<3kDa级分冻干粉样品并用C18除盐柱进行除盐。将样品经由配备分析柱Acclaim PepMap C18,75μm×25cm和在线纳喷离子源的LC-MS/MS分析。3μL样品以60min的梯度分离样品,柱流量为300nL/min,柱温为40℃,电喷雾电压2kV。流动相A相:0.1%甲酸水溶液,B相:含0.1%甲酸的80%的ACN溶液。梯度从4%的B相起始,平衡1min,在53min 40sec以非线性梯度升高到50%,40s内升高到95%,维持5min 40sec。质谱仪在数据依赖采集模式下运行,自动在MS和MS/MS采集间切换。质谱参数如下:(1)MS:扫描范围(m/z):350-1550,AGC target:8e5,分辨率:120000,最大注入时间:100ms;(2)HCD-MS/MS:分辨率:30000,AGC target:1e5,动态排除时间:30s,最大注入时间:54ms。串联质谱图经过PEAKS Studio version 10.6分析。PEAKS DB对uniprot-Setaria_italica(version202204,35905entries)数据库搜库,肽段卡值为:-10lgP≥20;在数据库中未检索到的肽段,通过设置ALC(%)≥80得出,部分典型结果见表3。4)基于生物信息学的ACE抑制肽筛选
基于生物信息学技术对<3kDa级分中的肽段,依据分子量小(<1000Da)、无毒、无过敏性、高生物活性、胃肠道不消化和人体肠道易吸收为标准,筛选出符合开发要求的ACE抑制肽。
采用ToxinPrep(https://webs.iiitd.edu.in/raghava/toxinpred/index.html)平台,基于SVM(Swiss-Port)算法,对肽进行毒性预测。利用AllerTOP v.2.0(http://www.ddg-pharmfac.net/AllerTOP/)对肽进行过敏性预测。通过PeptideRanker在线平台(http://distilldeep.ucd.ie/PeptideRanker/)分析肽的潜在生物活性。采用PeptideCutter(https://web.expasy.org/peptide_cutter/)对肽进行胃肠道消化性(基于胃蛋白酶和胰蛋白酶)预测。通过admetSAR(http://lmmd.ecust.edu.cn/admetsar1/home/)对肽进行人体肠道吸收性预测。依据分子量小(<1000Da)、无毒、无过敏性、高生物活性(>0.5)、胃肠道不消化和人体肠道易吸收为标准,首次从杂粮(小米)蛋白中筛选得到未经报道的ACE抑制肽FNPMFNPM(见表3)。
表3基于生物信息学的小米肽性质预测
Figure BDA0003948982150000091
5)抑制效果及机理分析
采用Fmoc固相合成法制备肽FNPMFNPM,并通过高效液相色谱和质谱分析,确定肽纯度大于95%,质谱结果见图4。高效液相色谱法测定肽体外ACE抑制活性,具体方法如下:
使用100mmol/L硼酸钠缓冲液(pH 8.3,300mmol/L氯化钠)配制5mmol/L HHL溶液和0.1U/mLACE溶液(货号:A6778,Sigma)。
将200μL 1mg/L YWTARP溶液(蒸馏水作为空白对照组)与500μL HHL溶液在37℃下孵育5min。然后加入200μL ACE溶液涡旋混匀,37℃下孵育60min。反应结束后,加入100μL0.2mmol/L HCl溶液终止反应。反应液经孔径为0.22μm聚四氟乙烯过滤膜过滤后,使用HPLC测定产物马尿酸的峰面积。每个样品做3个平行。HPLC分析参数为:色谱柱:InertSil ODS-SP 5um 4.6×150mm,柱温:30℃,进样量:10μL。流动相A:100%水;流动相B:75%水,25%乙腈;流速:1mL/min,检测波长:228nm。ACE抑制率的计算公式如下:
ACE抑制率(%)=(Acontrol-Ainhibition)/Acontrol×100 式(2)
式(2)中Acontrol为不添加ACE抑制肽产生的马尿酸的峰面积,Ainhibition为添加ACE抑制肽产生的马尿酸的峰面积。
体外试验结果发现在1mg/mL浓度下,FNPMFNPM的ACE抑制率达到96.48%,这表明该肽对ACE有很好的抑制活性,可用于研发治疗高血压的药品、功能食品和保健品等(见图2)。
将上述筛选的肽FNPMFNPM进行ACE分子对接试验,以明确抑制机理。从RCSB蛋白数据库(http://www.rcsb.org/)获取ACE(PDB编号:1O8A)的晶体结构,采用Dock 6.9将FNPMFNPM与ACE进行半柔性对接,基于Grid打分函数进行能量评价。在分子对接前保留Zn2+和Cl-,去除水分子和其他配体。分子对接以ACE的S1活性口袋(Ala354、Glu384和Tyr523)为中心,即坐标为X:44.831,Y:34.109,Z:46.364。根据对接打分,选择与ACE的最佳结合方式,确定ACE抑制肽与ACE之间的相互作用方式。图5显示了肽FNPMFNPM与ACE的最佳对接姿势,在该情况下的对接打分是-138.0027kcal/mol,范德华力贡献是-137.4028kcal/mol,静电力贡献是-0.5999kcal/mol(见表4)。对接模拟图5也展示了肽FNPMFNPM与ACE氨基酸残基的结合主要依赖于疏水相互作用和氢键。具体地说,FNPMFNPM肽与与氨基酸残基(Trp357、Ala63、Tyr360、Trp59、Glu403、Val518)形成疏水相互作用,与氨基酸残基(Asn70、Ser355)形成氢键(见图5)。
计算机软件被用来对FNPMFNPM进行特性预测,其中总平均亲水性通过ExPasy(https://web.expasy.org/protparam/),等电点通过Pepdraw(http://www.tulane.edu/~biochem/WW/PepDraw/)评估。如表4所示,FNPMFNPM具有较好的亲水性,并呈酸性。
表4肽FNPMFNPM的分子对接结果及特性预测
Figure BDA0003948982150000101

Claims (10)

1.来自红小豆或者小米ACE抑制肽,所述ACE抑制肽的序列选自:SEQ ID NO.1、SEQ IDNO.2、SEQ ID NO.3、SEQ ID NO.4、SEQ ID NO.5、SEQ ID NO.6、SEQ ID NO.7、SEQ ID NO.8、SEQ ID NO.9、GIN;或者与SEQ ID NO.1、SEQ ID NO.2、SEQ ID NO.3、SEQ ID NO.4、SEQ IDNO.5、SEQ ID NO.6、SEQ ID NO.7、SEQ ID NO.8、SEQ ID NO.9、GIN有90%以上的序列同一性,并有ACE抑制活性的序列。
2.根据权利要求1所述的ACE抑制肽,所述ACE抑制肽的序列选自SEQ ID NO.1、SEQ IDNO.5;或者与SEQ ID NO.1、SEQ ID NO.5有90%以上的序列同一性,并有ACE抑制活性的序列。
3.根据权利要求1所述的ACE抑制肽,所述ACE抑制肽的序列选自SEQ ID NO.1、SEQ IDNO.5。
4.根据权利要求1-3任一项所述的ACE抑制肽在制备治疗高血压的药物中的应用。
5.根据权利要求1-3任一项所述的ACE抑制肽在制备适用于高血压患者的食品或保健品中的应用。
6.药物组合物,所述药物组合物包含根据权利要求1-3任一项所述的ACE抑制肽。
7.适用于高血压患者的食品或保健品,所述食品或保健品包含根据权利要求1-3任一项所述的ACE抑制肽。
8.根据权利要求6或7所述的药物组合物、食品或保健品,所述药物组合物、食品或保健品中还包含药学、食品或者保健品上可接受的辅料。
9.根据权利要求1-3任一项所述的ACE抑制肽的制备方法,所述制备方法为Fmoc固相合成法。
10.降低或者抑制血压升高的非治疗方法,所述方法包括向对象施用根据权利要求1-3任一项所述的ACE抑制肽或者包含根据权利要求1-3任一项所述的ACE抑制肽的药物组合物。
CN202211443667.XA 2022-11-18 2022-11-18 两种杂粮来源的ace抑制肽及其制备方法和应用 Active CN116041427B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211443667.XA CN116041427B (zh) 2022-11-18 2022-11-18 两种杂粮来源的ace抑制肽及其制备方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211443667.XA CN116041427B (zh) 2022-11-18 2022-11-18 两种杂粮来源的ace抑制肽及其制备方法和应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN116041427A true CN116041427A (zh) 2023-05-02
CN116041427B CN116041427B (zh) 2023-09-29

Family

ID=86114448

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211443667.XA Active CN116041427B (zh) 2022-11-18 2022-11-18 两种杂粮来源的ace抑制肽及其制备方法和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116041427B (zh)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090258020A1 (en) * 2008-01-07 2009-10-15 Patrys Limited Antibody designated barb3, barb3 related antibodies, and methods of making and using same
US20140315824A1 (en) * 2010-12-06 2014-10-23 Instytut Medycyny Doswiadczalnej I Klinicznej Pan Peptide preparations and peptides with antitumour activity
CN114805483A (zh) * 2022-04-02 2022-07-29 中国农业大学 五种来源于红小豆蛋白的胰脂肪酶抑制剂及其应用

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090258020A1 (en) * 2008-01-07 2009-10-15 Patrys Limited Antibody designated barb3, barb3 related antibodies, and methods of making and using same
US20140315824A1 (en) * 2010-12-06 2014-10-23 Instytut Medycyny Doswiadczalnej I Klinicznej Pan Peptide preparations and peptides with antitumour activity
CN114805483A (zh) * 2022-04-02 2022-07-29 中国农业大学 五种来源于红小豆蛋白的胰脂肪酶抑制剂及其应用

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
侯殿志等: "挤压和发酵对小米多肽ACE抑制活性及抗氧化作用的影响", 中国食品学报, vol. 20, no. 5, pages 174 - 180 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN116041427B (zh) 2023-09-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Xingfei et al. Properties of ACE inhibitory peptide prepared from protein in green tea residue and evaluation of its anti-hypertensive activity
Lu et al. Production of bioactive peptides from sea cucumber and its potential health benefits: A comprehensive review
CN111574586A (zh) 一种中华冀土鳖虫来源的具有降血脂功能的活性肽及其制备方法和应用
CN114716523B (zh) 具有α-葡萄糖苷酶抑制活性的小米醇溶蛋白肽
Liu et al. Purification and identification of ACE-inhibiting peptides from wild pine nut peptide fractions (PNPF)
CN116102616A (zh) 一种白果来源α-葡萄糖苷酶抑制肽及其快速筛选方法
CN115806589B (zh) 两种小米源寡肽及其在治疗代谢综合征中的应用
CN116041427B (zh) 两种杂粮来源的ace抑制肽及其制备方法和应用
CN115838400B (zh) 两种靶向预防或治疗代谢综合征的红小豆肽
CN115536731A (zh) 高活性绿豆清蛋白降糖肽的制备方法
CN111499691B (zh) Ace抑制肽p1、其应用及其制备方法
CN113912673A (zh) 一种芝麻来源的低苦味ace抑制肽及其制备方法和应用
CN110655553B (zh) 一种芝麻来源的ace抑制肽、制备方法及其在制备降血压药物方面的应用
CN112125952B (zh) 一种猪源ace抑制活性多肽与药物组合物或食品及应用
CN116239652B (zh) 三种红小豆来源的寡肽及其在控制肥胖和糖尿病中的应用
CN115925799B (zh) 一种具有降脂活性的小米寡肽
CN114671939B (zh) 一种降压起效温和、作用平稳、长效的ace抑制肽及其应用
CN116041428B (zh) 两种ace抑制肽及其制备方法和应用
CN115819503B (zh) 具有降血压功能的大球盖菇咸味活性肽及其应用
CN113968896B (zh) 一种小肽在制备治疗骨关节炎药物中的应用
CN113845565A (zh) 一种地龙生物活性小肽及其制备方法和应用
JP2019006708A (ja) アンジオテンシン変換酵素阻害活性剤とその製造方法、内服剤
Du et al. Journal of Agriculture and Food Research
CN116804215A (zh) 一种龟甲胶多肽的制备方法与应用
CN116789742A (zh) 一种天然高活性降压肽及其制备方法和应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant