茶籽粕α-淀粉酶抑制肽的制备、筛选及活性研究

来源 :昆明理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wp840716
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生物活性肽作为一种新型天然的降血糖成分,具有分子量小、易吸收、副作用小等特点,与传统药物相比具有显著优势,可作为一种辅助糖尿病治疗的功能性食品成分,具有较高的潜在价值。茶籽是一种木本油料植物,分布广、资源丰富。茶籽粕是由茶籽榨油后所剩下的副产物,蛋白含量较高,利用酶解法制备具有生物活性功能的多肽,具有极高的开发利用价值。然而,茶籽粕蛋白酶解肽具有降血糖活性的相关研究未见报道。因此,本论文以茶籽粕为原料,利用酶解法制备茶籽粕α-淀粉酶抑制活性降血糖肽,对其优化工艺条件;利用改性后的Fe3O4@Si O2@NH2-CHO磁性纳米粒子固定化α-淀粉酶,研究酶学性质;固定化酶结合液相色谱应用于快速分离具有高活性的茶籽粕α-淀粉酶抑制肽,最后纯化、结构鉴定、体外活性验证及分子对接。主要研究结果如下:(1)选择胰蛋白酶水解茶籽粕粗蛋白,获得茶籽粕蛋白酶解产物,并以α-淀粉酶抑制率、肽浓度作为响应面优化评价指标。得到最佳工艺条件:加酶量为3333.33 U/g,底物浓度2.17%,酶解时间1.90 h,测得的α-淀粉酶抑制活性为57.23%,肽浓度为15.38 mg/m L。优化前后的α-淀粉酶抑制活性有显著差异(p<0.05),优化后的α-淀粉酶活性增加了17.11%,优化后的白蛋白抑制活性增加了4.67%。从抗氧化活性看,优化后DPPH清除率、羟自由基清除率和超氧阴离子清除率都显著性增加,分别比优化前增加了9.65%、6.84%和29.59%。(2)改性后获得的Fe3O4@SiO2@NH2-CHO磁性纳米粒子对α-淀粉酶进行固定化,其酶学性质得到积极改进。当戊二醛浓度为2%,酶浓度2.5%和固定时间为2 h时,固定化产率达到91.67%,酶活力回收率为98.88%。固定化α-淀粉酶最大活性的最适p H和温度分别是7.5,40℃。与游离酶相比,固定化酶对p H和温度的耐受性和稳定性明显提高。固定化后,Vmax值和Km值分别为2.76μmol/min和4.77 mg/m L。此外,重复使用7次后,固定化酶保留了65%左右的相对活性;并在于4℃冰箱中储存中15天,固定化α-淀粉酶也保留约85%的相对活性。(3)通过在最佳酶解工艺下,使用G-25葡聚糖凝胶分离纯化茶籽粕多肽,得到2个峰具有α-淀粉酶抑制活性(T3、T4),其α-淀粉酶抑制率分别为22.38%和37.45%。将T3、T4混合肽与固定化α-淀粉酶孵育反应,结合高效液相色谱技术分别检测抑制α-淀粉酶混合肽结合在固定化酶的上清液和抑制α-淀粉酶混合肽液的色图谱,收集两者在相同保留时间峰形或峰面积变化的差异峰,该差异峰即为抑制α-淀粉酶活性降血糖肽。结果表明,快速筛选出T4组分中高活性的小分子肽。通过氨基酸序列鉴定,得到6个肽序,分别为LPHHLD,PHHLD,AVTTPL,LQV,WSP,和WV,并且在BIOPEP数据库预测活性,筛选出这6个肽具有抗糖尿病活性。(4)6个肽序合成后测定体外活性,肽段PHHLD、LQV和WSP的α-淀粉酶抑制活性最高,分别为86.88%、85.17%和85.66%,其次是WSP(85.66%)、LPHHLD(82.16%),表现出较强的α-淀粉酶抑制活性。LPHHLD(41.34%)的α-葡萄糖苷酶抑制率显著优于其他活性肽,抑制率最高,其次是AVTTPL(39.61%),然后依次是WSP(38.47%)、WV(37.37%)、PHHLD(35.83%)和LQV(34.94%)。PHHLD(52.22%)的DPPH清除率显著高于其他活性肽,其次是LPHHLD(49.08%),而其他活性肽分别LQV(42.23%)、WV(40.92%),AVTTPL(35.73%)、WSP(37.44%);PHHLD的羟自由基清除率显著高于其他活性肽,达到48.81%,其次是LPHHLD(42.44%),而其他活性肽分别为AVTTPL(33.98%)、LQV(27.48%)、WV(20.57%)、和WSP(15.94%)。结果表明:6个肽段具有较高α-淀粉酶抑制活性,α-葡萄糖苷酶抑制率普遍较低,肽段PHHLD和LPHHLD的DPPH和羟自由基清除率显著高于其他肽,具有良好的抗氧化活性。(5)最后分子对接结果显示,T-评分≥6和C-评分≥4的肽有6个,酶活性中心被肽结合的重要位点:α-淀粉酶HIS-305、HIS-299、GLY-306、GLU-233、ILE-235、GLN63、ARG-195、ASP-197和ASP-300,小分子肽和淀粉酶活性中心之间形成较好的氢键,表现出抑制活性。因此,从茶籽粕蛋白中水解得到的小肽,是一种很有前途的功能性食品成分或者辅助干预糖尿病的保健应用。
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