CN116478233A - 降血压海参肽及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种降血压海参肽及其制备方法和应用,该方法包括将海参加水均质,得到海参匀浆;向海参匀浆加入中性蛋白酶和胰蛋白酶进行酶解、离心,取上清液;将上清液超滤,收集分子量≤1000Da的海参肽;将分子量≤1000Da的海参肽过SephadexG‑15凝胶色谱柱,再利用RP‑C18反相高效液相色谱纯化分离,得到降血压海参肽。该方法制得的多肽的含量纯度高于80%,远高于相关技术提取的多肽含量,使得该方法可适合大规模工业生产、制备;该海参肽经分子对接、体外酶活验证得到其具有降低ACE酶活的功效。
Description
技术领域
本发明涉及生物医学技术领域,具体涉及一种降血压海参肽及其制备方法和应用。
背景技术
海参,又名刺参、海鼠、沙噀、海黄瓜等,是指棘皮动物门、海参纲的物种,水产上的海参系指可供食用的海参。海参体壁厚而柔软,富含胶质,与燕窝、鲍鱼、鱼翅齐名,属于海味“八珍”之一,是一种名贵的水产动物。自古以来,就有“陆有人参,海有海参”之称。海参中含有许多具有重要生物学活性的物质,包括海参毒素、海参多糖、海参皂苷、海参活性肽、脂肪酸、海参神经节苷脂等,其中海参多糖和海参皂苷具有抗癌防癌、抗肿瘤、增强机体免疫力、抗凝血、延缓衰老和抗病毒等功效,也是研究最多的两种提取自海参的活性物质。
高血压是一种常见的心血管疾病,发病率高,其对心脏、脑、肾脏等靶器官具有严重损害,治疗和预防高血压是当前社会十分重要的课题。肾素-血管紧张素系统活性异常是高血压发病的主要原因,血管紧张素转换酶(angiotensinconvertingenzyme,ACE)对机体血压和心血管功能起到重要的调节作用。ACE在人体内的作用是把血管紧张素I(Angiotensin I Converting Enzyme)转化成血管紧张素II(Angiotensin II ConvertingEnzyme),同时还会使血管舒缓激肽失活,而血管紧张素II为强烈的血管收缩物质,从而使体内血压升高。ACE是一种金属肽酶,含有1个结合Zn2+的位点,这是与底物结合的必须结合位点。Zn2+结合位点是ACE催化反应的活性基团所在部位,各种ACE抑制物的共同作用是与ACE活性部位的Zn2+结合,使之失活。天然蛋白质酶解产生的活性肽是ACE抑制物的主要来源,源于天然蛋白的ACE抑制物作为降压药物有着良好的应用前景。
相关技术中从海参中提取多肽的方法较为繁琐,海参多肽的含量较低,使得其不适合大规模工业生产、制备。
发明内容
为解决上述问题,本发明的实施例在第一方面提出了一种降血压海参肽的制备方法,其包括以下步骤:
(1)海参加水均质,得到海参匀浆;
(2)根据3500U/g向海参匀浆加入中性蛋白酶和胰蛋白酶,调节pH到6-8,在50℃水温酶解6h,酶解时间结束后,沸水浴中灭酶15min,迅速冷却至室温,置于离心机中,以4000r/min离心15min,取上清液;
(3)将上清液超滤,收集分子量≤1000Da的海参肽;
(4)分子量≤1000Da的海参肽过SephadexG-15凝胶色谱柱,洗脱液为去离子水,流速为0.5mL/min,通过对各组分ACE酶活性抑制试验进行筛选,收集具有最佳降血压活性洗脱峰对应的组分,再利用RP-C18反相高效液相色谱纯化分离,上样量为100μL,流速为1mL/min,检测波长为215nm,洗脱液自含100%乙腈开始,至10%乙腈和90%0.1%三氟乙酸-水v/v的混合液结束,进行梯度洗脱,收集52%乙腈和48%0.1%三氟乙酸-水v/v处的洗脱峰对应的组分,即为降血压海参肽。
根据本发明实施例的一种降血压海参肽的制备方法,该方法通过酶解、超滤和凝胶柱层析法从海参中制备多肽,制得的多肽的含量纯度高于80%,远高于相关技术提取的多肽含量,使得该方法可适合大规模工业生产、制备;该海参肽经分子对接、体外酶活验证得到其具有降低ACE酶活的功效。
可选地,步骤(1)中,中性蛋白酶和胰蛋白酶的比例为1:1.5。
本发明的实施例在第二方面提出了一种上述的降血压海参肽的制备方法制得的降血压海参肽,其氨基酸序列为FVAP。
根据本发明的实施例,该海参肽经分子对接、体外酶活验证得到其具有降低ACE酶活的功效。
根据本发明的实施例,本发明还提出上述的降血压海参肽在制备降血压药物中的应用,以实现海参高附加值的综合利用。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1为根据本发明实施例的降血压肽的高效液相色谱图;
图2为根据本发明实施例的降血压肽和ACE分子对接结果示意图;
图3为根据本发明实施例的降血压肽ACE抑制活性图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的技术方案。应理解,本发明提到的一个或多个方法步骤并不排斥在所述组合步骤前后还存在其他方法步骤或在这些明确提到的步骤之间还可以插入其他方法步骤;还应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。而且,除非另有说明,各方法步骤的编号仅为鉴别各方法步骤的便利工具,而非为限制各方法步骤的排列次序或限定本发明可实施的范围,其相对关系的改变或调整,在无实质变更技术内容的情况下,当亦视为本发明可实施的范畴。
为了更好的理解上述技术方案,下面更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然显示了本发明的示例性实施例,然而应当理解,可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明,并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
本发明采用的试材皆为普通市售品,皆可于市场购得。
下面参考具体实施例,对本发明进行描述,需要说明的是,这些实施例仅仅是描述性的,而不以任何方式限制本发明。
实施例1
(1)称取10g海参,进行清洗后均质,加入蒸馏水定容到50mL,根据3500U/g加入中性蛋白酶和胰蛋白酶(1.5:1),调节pH到6,然后在50℃水温酶解6h,酶解时间结束后,沸水浴中灭酶15min,然后迅速冷却至室温,置于离心机中,以4000r/min离心15min,取上清液备用。
(2)利用膜过滤系统对海参活性肽溶液进行超滤分离,利用分子量截留范围不同的超滤膜对酶解产物进行分离,得到不同分子量的活性肽,包括≥3000Da,1000-3000Da,≤1000Da等组分。测定结果为≤1000Da活性肽降血压活性最好。
(3)凝胶柱层析:收集≤1000Da的活性组分,再用Sephadex LH-20(长100cm,直径2.6cm)凝胶色谱进行分离,洗脱液为去离子水,流速为0.5mL/min,通过对各组分ACE酶活性抑制试验进行筛选;收集具有最佳降血压活性洗脱峰对应的组分,利用RP-C18反相高效液相色谱进行再进一步的分离,所用色谱柱为Gemini 5μC18,上样量为100μL,流速为1mL/min,检测波长为215nm。洗脱液自含100%乙腈开始,至10%乙腈和90%0.1%三氟乙酸-水(v/v)的混合液结束,进行梯度洗脱,收集52%乙腈和48%0.1%三氟乙酸-水(v/v)处的洗脱峰对应的组分,得到高纯度的降血压海参活性肽组分0.301g。如图1所示,C峰为该降血压活性肽的色谱峰,得到高纯度的降血压海参活性肽。
实施例2
(1)称取10g海参,进行清洗后均质,加入蒸馏水定容到50mL,根据3500U/g加入中性蛋白酶和胰蛋白酶(1:1),调节pH到7,然后在50℃水温酶解6h,酶解时间结束后,沸水浴中灭酶15min,然后迅速冷却至室温,置于离心机中,以4000r/min离心15min,取上清液备用。
(2)利用膜过滤系统对海参活性肽溶液进行超滤分离,利用分子量截留范围不同的超滤膜对酶解产物进行分离,得到不同分子量的活性肽,包括≥3000Da,1000-3000Da,≤1000Da等组分。测定结果为≤1000Da活性肽降血压活性最好。
(3)凝胶柱层析:收集≤1000Da的活性组分,再用Sephadex LH-20(长100cm,直径2.6cm)凝胶色谱进行分离,洗脱液为去离子水,流速为0.5mL/min,通过对各组分ACE酶活性抑制试验进行筛选;收集具有最佳降血压活性洗脱峰对应的组分,利用RP-C18反相高效液相色谱进行再进一步的分离,所用色谱柱为Gemini 5μC18,上样量为100μL,流速为1mL/min,检测波长为215nm。洗脱液自含100%乙腈开始,至10%乙腈和90%0.1%三氟乙酸-水(v/v)的混合液结束,进行梯度洗脱,收集52%乙腈和48%0.1%三氟乙酸-水(v/v)处的洗脱峰对应的组分,得到高纯度的降血压海参活性肽组分0.312g。如图1所示,C峰为该降血压活性肽的色谱峰,得到高纯度的降血压海参活性肽。
实施例3
(1)称取10g海参,进行清洗后均质,加入蒸馏水定容到50mL,根据3500U/g加入中性蛋白酶和胰蛋白酶(1:1.5),调节pH到8,然后在50℃水温酶解6h,酶解时间结束后,沸水浴中灭酶15min,然后迅速冷却至室温,置于离心机中,以4000r/min离心15min,取上清液备用。
(2)利用膜过滤系统对海参活性肽溶液进行超滤分离,利用分子量截留范围不同的超滤膜对酶解产物进行分离,得到不同分子量的活性肽,包括≥3000Da,1000-3000Da,≤1000Da等组分。测定结果为≤1000Da活性肽降血压活性最好。
(3)凝胶柱层析:收集≤1000Da的活性组分,再用Sephadex LH-20(长100cm,直径2.6cm)凝胶色谱进行分离,洗脱液为去离子水,流速为0.5mL/min,通过对各组分ACE酶活性抑制试验进行筛选;收集具有最佳降血压活性洗脱峰对应的组分,利用RP-C18反相高效液相色谱进行再进一步的分离,所用色谱柱为Gemini 5μC18,上样量为100μL,流速为1mL/min,检测波长为215nm。洗脱液自含100%乙腈开始,至10%乙腈和90%0.1%三氟乙酸-水(v/v)的混合液结束,进行梯度洗脱,收集52%乙腈和48%0.1%三氟乙酸-水(v/v)处的洗脱峰对应的组分,得到高纯度的降血压海参活性肽组分0.333g。如图1所示,C峰为该降血压活性肽的色谱峰,得到高纯度的降血压海参活性肽。
实施例4
取上述实施例1-3的海参多肽样品,用Folin-酚法检测其多肽含量;三个实施例的海参多肽得率及多肽含量如表1。
表1:海参中海参多肽得率及多肽含量
与现有技术相比,本申请的海参多肽提取率较高,而且多肽的含量远高于现有技术,纯度接近80%,证明其可适合大规模工业生产、制备。
实施例5
将实施例3的降血压海参肽用蛋白质固相序列分析仪(Applied BiosystemsModel 476A,Perkin ElmerCo.MA,U.S.A)测定,得知该降血压海参肽的氨基酸全序列为FVAP。
基于分子对接使用软件Autodock(version 4.2)对实施例3的降血压海参肽进行分子模拟对接分析,多肽的空间结构由ChemDraw 11.0(Cambridge Soft Corporation,Cambridge,Massachusetts,USA)软件绘制。使用Open Babel GUI将多肽结构保存为mol2格式,以Tripos力场能量最小化原则构建多肽分子结构。在Autodock中进行质子化状态和氢取向的优化,并保存为pdbqt文件作为配体文件。采用Lamarkian genetic algorithm(LGA)进行对接的计算,并设置energy range=4.0,exhaustiveness=9.0,num modes=30.0。
对接前,从蛋白数据库(PDB)中获取ACE的晶体结构(PDB:1J38),并构建了蛋白肽的结构。利用Autoduck 4.2软件对活性肽在结合位点进行灵活对接,探索其相互作用机制。。
结果如图2所示,活性肽能够有效锚定在ACE的活性中心,并且占据活性空腔,活性肽主要与氨基酸残基ARG51、ALA338、TYR507、ALA340产生氢键,并且苯环与HIS367存在π-π共轭作用,能够有效抑制ACE的活性。
实施例6
将实施例3制备的降血压海参肽进行ACE抑制活性的测试
将50μL样品与50μL ACE溶液混合,在37℃下预孵育5min。然后,在混合物中加入125μL底物(8.3mM HHL在50mM硼酸钠缓冲液中,含0.5M NaCl,pH 8.3)启动反应。孵育60min后,加入125μL 1M HCl终止反应,再加入750μL乙酸乙酯提取所产生的马尿酸(HA)。离心(1000g,5min)后转移上层(500μL),室温真空蒸发,直至乙酸乙酯完全脱除。然后将提取的HA溶解在1.5mL蒸馏水中,用紫外分光光度计在228nm处测定吸光度。ACE抑制活性的计算公式如下:
抑制ACE活性(%)=(A1-A2)/(A1-A0)%;
式中,A1和A2表示在没有使用ACE抑制剂和使用ACE抑制剂时产生的HA含量,A0表示在没有使用ACE时产生的HA含量。
结果如图3所示,FVAP降血压海参肽抑制ACE活性效果显著,具有明显的抑制ACE活性的作用。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (4)
1.一种降血压海参肽的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)海参加水均质,得到海参匀浆;
(2)根据3500U/g向海参匀浆加入中性蛋白酶和胰蛋白酶,调节pH到6-8,在50℃水温酶解6h,酶解时间结束后,沸水浴中灭酶15min,迅速冷却至室温,置于离心机中,以4000r/min离心15min,取上清液;
(3)将上清液超滤,收集分子量≤1000Da的海参肽;
(4)分子量≤1000Da的海参肽过SephadexG-15凝胶色谱柱,洗脱液为去离子水,流速为0.5mL/min,通过对各组分ACE酶活性抑制试验进行筛选,收集具有最佳降血压活性洗脱峰对应的组分,再利用RP-C18反相高效液相色谱纯化分离,上样量为100μL,流速为1mL/min,检测波长为215nm,洗脱液自含100%乙腈开始,至10%乙腈和90%0.1%三氟乙酸-水v/v的混合液结束,进行梯度洗脱,收集52%乙腈和48%0.1%三氟乙酸-水v/v处的洗脱峰对应的组分,即为降血压海参肽。
2.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,中性蛋白酶和胰蛋白酶的比例为1:1.5。
3.如权利要求1或2所述的降血压海参肽的制备方法制得的降血压海参肽,其特征在于,其氨基酸序列为FVAP。
4.如权利要求3所述的降血压海参肽在制备降血压药物中的应用。
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