菜籽napin蛋白源活性寡肽的制备及其改善胰岛素抵抗的机制研究

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近年来,具有高营养价值的菜籽napin蛋白中生物活性肽的开发已成为学界研究热点。胰岛素抵抗(IR)是诱发Ⅱ型糖尿病(T2DM)的核心环节,其中肝细胞的葡萄糖转运体-4(GLUT4)易位失常是引发IR的关键因素。而菜籽napin蛋白源活性寡肽须经肠肝吸收代谢等复杂过程,并如何改善IR的机制尚不明确。如能制备出菜籽napin蛋白源活性寡肽及揭示其改善IR的机制,则对T2DM的防治及菜籽napin蛋白的开发利用具有十分重要的意义。本论文旨在通过新型体外消化、吸收与活性评价模型研究菜籽napin蛋白源活性寡肽的制备及其改善IR的分子机制,并确立最佳防治T2DM潜质的天然活性寡肽。主要研究结果如下:1.制备了菜籽napin蛋白耐消化水解物(RNPHs,1~4):发明了实验型自动模拟胃肠一体式消化装置,结合超声辅助商业蛋白酶、胃肠消化酶水解菜籽napin蛋白,制备出耐消化的水解物。通过对其水解度(DH)、分子量分布、Zeta电位、多分散系数(PDI)以及表面疏水性(H0)等理化指标分析发现,相比较RNPH-3(DH=20.55%)与RNPH-4(DH=20.42%),富含更多小分子物质的RNPH-1(DH=21.62%)与RNPH-2(DH=21.57%)的耐消化性更加明显(p<0.05)。2.筛选、鉴定了菜籽napin蛋白源活性寡肽:构建Caco-2/Hep G2细胞共培养模型,筛选出显著增加GLUT4表达与易位的菜籽napin蛋白水解物(RNPH-1和RNPH-2)的易吸收成分(p<0.05);采用LC-ESI-QTOF-MS联合PEAKS Studio X pro鉴定的易吸收成分均是活性寡肽,其中,THLPK、HLPK、LPK、HLK和LHK共同存在RNPH-1与RNPH-2中;基于Caco-2细胞单层模型验证了五条活性寡肽可被完整吸收(表观渗透系数,Papp>1×10-6cm/s),明确了它们从顶层(AP)转运到基底外侧(BL)的途径:THLPK和HLPK通过胞吞方式转运;HLPK,HLK和LPK通过旁路方式转运;HLK和LHK通过载体方式转运。3.揭示了活性寡肽改善IR的机制:基于Hep G2细胞构建IR模型,通过蛋白免疫印迹与免疫荧光等生物学技术研究活性寡肽改善IR的作用机制发现,相比较模型组,活性寡肽对IRS-1/PI3K/Akt/GLUT4信号通路激活、氧化应激消除(显著降低ROS水平、增强SOD活性与抑制LDH活性、降低MDA与NO含量)及葡萄糖消耗促进等方面作用效果显著,其中LPK被确立为最佳改善IR潜质的菜籽napin蛋白源活性寡肽(p<0.05)。综上所述,本论文制备了菜籽napin蛋白源活性寡肽并揭示了其改善IR的分子机制,不仅进一步开发了菜籽napin蛋白的营养价值,也为其它植物蛋白源活性寡肽的开发及其生物利用提供了可行性思路。
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