白酒糟中ACE抑制肽的鉴定与活性探究

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白酒糟是高粱等农作物蒸煮加曲后经固态发酵、蒸馏后的残渣,含有较丰富的营养成分,是一种非常具有利用价值的资源。早期的研究大都集中在白酒糟的理化指标以及基本营养成分,而对其多肽组分尤其是血管紧张素转换酶(angiotensin-I-converting enzyme,ACE)抑制肽成分的研究却未见报道。世界卫生组织(world health organization,WHO)认定高血压是心血管疾病重要来源,ACE抑制肽由于其对ACE的抑制能力因而对降血压有一定效果。近年来已有在酒醅和白酒中发现ACE抑制肽的报道,故白酒糟中很可能存在较多的ACE抑制肽。因此,本课题以三大香型之一的中国浓香型白酒糟为研究对象,以ACE抑制活性为导向采用超滤、大孔树脂吸附层析和反相高效液相色谱法(reversed phase performance liquid chromatography,RP-HPLC)分离制备白酒糟中的多肽组分,并结合超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱联用技术(ultra-performance liquid chromatography-quadrupole-time-of-flight-mass spectrometry,UPLC-Q-TOF-MS)对白酒糟中的游离态和结合态多肽进行结构鉴定。采用超高效液相色谱-三重四极杆质谱联用技术(ultra-performance liquid chromatography-triple-quadrupole-mass spectrometry,UPLC-QQQ-MS)定量分析了白酒糟中的ACE抑制肽,明确白酒糟中ACE抑制肽的结构以及含量分布;通过活性测定间接表征了这些多肽对抑制ACE蛋白的贡献;本研究进一步通过ProteinPilot软件结合蛋白质检索数据库Uniprot,对游离态ACE抑制肽的进行溯源分析,白酒酒糟中ACE抑制肽的研究对白酒糟的综合化利用以及提高附加值提供重要的理论参考。主要研究内容及结果如下:(1)首次采用UPLC-Q-TOF-MS结合多肽解析软件Biolynx鉴定白酒糟中的游离态ACE抑制肽,在ACE抑制活性较高的洗脱组分中鉴定出4种ACE抑制肽(含新发现的ACE抑制肽NGGPPT)。首次采用UPLC-Q-TOF-MS结合ProteinPilot软件对白酒糟中ACE抑制活性较高的洗脱组分进行多肽的微生物溯源分析,拟以浓香型白酒酿造过程中常见的功能微生物如乳酸菌、醋酸杆菌、酵母菌等为来源对象,在各洗脱组分中共鉴定出22种肽段,其中在20%乙醇洗脱组分中共鉴定出17种肽段,50%乙醇洗脱组分中鉴定出5种肽段,其中在酿酒酵母中鉴定出最多的肽段(12种),而醋酸杆菌中所鉴定的肽段数目最少(2种)。(2)基于ACE抑制活性导向原则,本研究针对DDSG-PI的碱性蛋白酶酶解液建立超滤技术结合半制备RP-HPLC的分离纯化体系,通过测定不同分子量范围的超滤组分和RP-HPLC洗脱组分的半抑制浓度(concentration inducing 50%inhibition,IC50),筛选出活性较高的组分进行质谱鉴定。结果表明<1 kDa的超滤组分的ACE抑制活性最高(IC50=6.75μg?m L-1),且产率高达84.18%;经RP-HPLC优化后,其中组分Ⅱ~Ⅷ的ACE抑制活性均在70%以上,其中组分Ⅵ的活性最高,为88.99%。(3)以DDSG-PI碱性蛋白酶酶解液经超滤结合RP-HPLC纯化后的Ⅱ~Ⅷ组分为研究对象,首次采用UPLC-Q-TOF-MS结合Biolynx鉴定白酒糟中的结合态的ACE抑制肽。共鉴定出6种新的ACE抑制肽,分别是NQL、AVQ、YPQ、AYLQ、VLPVLS、VLPSLN;多肽AVQ表现出最高的ACE抑制活性,其IC50值为181.19μmol?L-1。(4)首次在白酒糟中采用UPLC-QQQ-MS对目标多肽进行质谱的参数优化并定量白酒糟中的结合态ACE抑制肽,以多反应监测(multiple reaction monitoring,MRM)模式完成定量质谱数据的采集,结果显示白酒糟结合态的ACE抑制肽的含量分布在0.17~16.96 mgg-1DW之间,其中多肽VLPVLS的含量最高(16.96 mgg-1DW);(5)酶动力学研究结果表明多肽AVQ和YPQ是ACE的非竞争性抑制剂。采用AutoDock软件将ACE抑制活性最强的多肽AVQ和YPQ与受体蛋白对接,分析其与ACE蛋白的作用位点。分子对接结果表明多肽AVQ和YPQ能与ACE蛋白的活性中心稳定结合,且Gln281,His353,Ala354,Ser355,Glu384,Lys511,His513,Tyr523残基都能对多肽与ACE蛋白有效结合产生重要的影响。
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