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食源性抗氧化肽因其来源安全、种类丰富、功能活性及稳定性强、易吸收等特点成为近年来的研究热点。已有大量来源于乳品、畜禽、水产等动物蛋白与谷物、大豆等植物蛋白的食源性抗氧化肽的文献报道。然而,关于抗氧化肽的构效关系研究还处于起步阶段,现阶段的研究主要集中在氨基酸组成分析及肽的构象推测两方面,人工合成或改造抗氧化肽还缺乏足够的理论依据。首先,以20种天然氨基酸为研究对象,采用HF/6-31g(d)、B3LYP/6-31、B3LYP/6-311+G(d,p)3类不同基组/方法计算了与抗氧化活性相关的20种氨基酸的结构/能量参数,包括键长、电荷、轨道能量、BDE值、AIP值、EA值与ETE值等,根据计算结果推测出20种天然氨基酸可能的活性位点;通过MLR方法对抗氧化活性参数与基于B3LYP/6-31计算得到的结构参数进行抗氧化活性的QSAR模型构建,建立了氨基酸清除·OH和O2-·的QSAR模型(其R值分别为0.688、0.865);并通过4种氨基酸衍生物进行了模型外部检验,发现4种氨基酸衍生物均表现出较高的抗氧化活性;同时,综合考虑计算时间成本以及分子结构稳定性等因素,选定B3LYP 6-31为后续研究食源性抗氧化肽序的计算方法/基组。然后,采用DFT/B3LYP6-31方法/基组计算了11条分别来源于麦胚蛋白、小麦面筋蛋白、大豆蛋白、鹰嘴豆蛋白、β-伴大豆球蛋白的食源性抗氧化肽的结构参数EHOMO值和L(X-H)值;通过化学发光法测定了抗氧化肽清除·OH和O2-·的活性参数Log IC50值;在此基础上采用MLR方法建立了抗氧化肽清除·OH和O2-·的QSAR模型,其中清除O2-·的QSAR模型表现出了较好的统计学上的意义,其R2、Q2分别为0.882、0.824,表明抗氧化肽的电子相关性质与清除O2-·活性的关系密切;而清除·OH的QSAR模型不能很好地预测抗氧化肽清除·OH的能力,这可能是因为构成肽序的某些氨基酸(如组氨酸和谷氨酸)自身也能螯合Fenton反应体系中催化产生·OH的Cu2+,因而其清除·OH能力可能并不完全依赖于EHOMO值和L(X-H)值。为进一步考察所构建的食源性抗氧化肽的QSAR模型的预测效果,根据相同性质氨基酸相同位置替换、较强抗氧化活性氨基酸相同位置替换、变换原肽序中氨基酸位置以及删减原肽序中氨基酸的原则,基于课题组前期研究从麦胚蛋白酶解物中分离得到的抗氧化肽REW、RVF各设计了10条可能具有抗氧化活性的肽序,应用所建立的抗氧化QSAR模型,预测了所设计的20条肽序的抗氧化活性;选取基于QSAR模型预测出的抗氧化活性较好的肽序KEW、RDW、RVW与RVY进行体外固相合成,并实测其清除O2-·和·OH的Log IC50,比较实测值与预测值的大小可发现,所合成的4条肽除了RVY、KEW清除·OH的Log IC50值实测值与预测值相差较大外,其余各肽清除·OH和O2-·的Log IC50的预测值与实测值的误差皆在30%以内;有的甚至基本接近,如RVW清除·OH的Log IC50实测值为0.770,其预测值则为0.721。结果表明本研究所构建的食源性抗氧化肽QSAR模型对抗氧化活性肽的设计、筛选与合成具有较好的理论指导意义。