南瓜籽多肽制备及其抗衰老作用研究

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随着人们对皮肤老化的日渐关注,“抗衰老”不再是专业词汇,现如今已经进入全民“抗衰老、抗氧化”时代,越来越多的抗衰老成分被加入至化妆品中,这类具有抗衰老抗氧化功能的产品在各个国家都占有大量市场。多肽因其优越的生物相容性、易吸收、安全、水溶性好、低分子量等优点,同时具有保护,以及修复损伤细胞、促进细胞生长、除去细胞内过剩自由基的功效,因此多肽作为抗衰老物质具有巨大的发展潜力。南瓜籽粕作为南瓜籽榨油后的副产物蛋白质含量非常高,含有人体必需氨基酸中的8种,是制备天然蛋白质的优秀原料,但是目前仅作为饲料和生产酱油的辅料,造成极大的浪费。虽然关于南瓜籽蛋白的研究也有所报道,但是目前对于南瓜籽蛋白的探讨主要集中在水解产物抗氧化性能上,且评价方法都为化学方法,无法评估南瓜籽多肽的生物活性及其对人体细胞的影响。本文以廉价、易得的南瓜籽粕为原料,酶解法制备南瓜籽多肽,首次从细胞水平上评价其抗衰老性能以及探究其机理,并对其活性成分进行分离纯化与结构鉴定。主要内容如下:(1)以脱脂后的南瓜籽为原料制备蛋白质以及水解法制备多肽。采用碱提酸沉法,超声辅助成功从南瓜籽粕中提取蛋白质,该方法提取的蛋白含量高达86.27%,人体必需的氨基酸占27.95%。碱性-胰蛋白酶水解所得南瓜籽多肽在水解度27.23%、多肽产率39.20%、相对分子质量小于1000 Da的多肽含量92.72%、对DPPH·、OH·、O2·清除率46.27%、25.37%、10.57%等方面均为五种酶解产物中最优,相较于传统单酶酶解产物性能均有提高。使用HSF细胞和HaCat细胞评价南瓜籽多肽的生物利用度以及对人体皮肤细胞的体外作用,结果表明该多肽可以提高细胞活力,相比于对照组HSF细胞、HaCat细胞活力分别最高提高了11.38%、10.91%;可以修复氧化损伤细胞,相比于模型组HSF细胞、HaCat细胞活力分别最高提高了13.85%、17.89%。(2)从细胞水平考察不同分子量的南瓜籽多肽对抗衰老性能的影响。通过控制碱性蛋白酶、胰蛋白酶水解时间成功制备分子量分布较大差异的南瓜籽多肽P-1、P-2、P-3。相对分子质量最小南瓜籽多肽P-3促进HSF细胞活力性能最优,达到112.22%;修复H2O2诱导的氧化损伤细胞,提高了细胞存活率,同时细胞表现出了典型的纤维形态;细胞寿命最高达到模型组的1.36倍。通过衰老相关β-半乳糖苷酶试剂盒检测发现,在加入P-3孵育24 h后,衰老细胞明显减少;P-3可有效抑制H2O2诱导的HSF细胞早衰。(3)从促进人皮肤细胞生长角度评价南瓜籽多肽抗衰老性能。分别通过MTT法检测细胞增殖率、倒置显微镜观察细胞形态、测定细胞周期、绘制生长曲线评价P-3对人体皮肤细胞生长的影响。发现P-3对HSF细胞和HaCat细胞增殖率最高分别达到113.1%、114.87%;该多肽可以减少处于G0/G1期细胞比例,增加S期,即DNA合成期细胞比例;孔中空隙减少、细胞密度明显增加、细胞群体数量显著增加、分裂相细胞增加;最后绘制细胞生长曲线发现HSF细胞、HaCat细胞数目分别是初始数目的3.6倍和2.5倍。(4)从细胞内活性氧以及细胞内衰老相关物质角度对南瓜籽多肽的抗衰老机理进行初步探究。H2O2作用HSF细胞1 h后细胞内活性氧明显增加,致使氧化应激,以及部分细胞衰老。由于南瓜籽多肽的加入SOD酶活力、GSH含量有所提高,细胞内过多活性氧得以清除,因此修复氧化损伤细胞,缓解了氧化应激,抑制细胞早衰。由于P-3的加入,HSF细胞内胶原蛋白含量和弹性蛋白含量相比于对照组分别增加了18.07%、39.09%;HaCat细胞内透明质酸含量相比于对照组增加了40.69%。由于南瓜籽多肽的加入,抗皮肤衰老相关物质的分泌量提高,因此其起到了抗皮肤衰老的作用。(5)促进人皮肤细胞生长活性成分的分离纯化以及结构鉴定。P-3分别经超滤、葡聚糖凝胶G-10、DEAE-52离子交换色谱、RP-HPLC分离纯化,以促进人体皮肤细胞增殖为筛选指标,最终得到的组分PU-3-b-2-i促进HSF细胞、HaCat细胞增殖率最高分别达到139.06%、131.31%,并使用MALDI-TOF-MS对PU-3-b-2-i组分进行结构鉴定及多肽氨基酸测序,发现两个新多肽,其氨基酸序列分别为LNDDLL(Leu-Asn-Asp-Asp-Leu-Leu)和KLVQVE(Lys-Leu-Val-Gln-Val-Glu)。
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