三角帆蚌肉护肝肽的制备及其抗小鼠急性酒精性肝损伤活性研究

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近年来,随着我国酒精类产品消费量的逐年增长,过度饮酒引发的健康问题日益突出,酒精性肝损伤(Alcoholic liver disease,ALD)就是典型之一。酒精的过量摄入引起的肝功能障碍涉及自由基的产生、氧化应激和脂质过氧化等,目前多以药物疗法和营养疗法为主。但由于药物存在潜在的毒副作用,生物活性肽以其分子量小、易吸收、食物蛋白来源广、安全性好等优势广受青睐。因此,寻找一种安全且有效的护肝活性肽来预防或治疗ALD已成为研究和关注的热点。三角帆蚌(Hyriopsis cumingii),作为我国特有的优质淡水育珠蚌资源,其采珠后的蚌肉原料大宗且广泛易得,富含蛋白质和氨基酸等多种生物活性物质,既是优质蛋白质来源,也是提取生物活性肽的理想来源。《食疗本草》和《本草纲目》中早有记载,其蚌肉主治“解酒毒”;又有研究报道称,其蚌肉肽和蚌肉肽-锌螯合物均具有保肝作用。为此,本论文以三角帆蚌肉为原料,以乙醇脱氢酶激活率(Alcohol dehydrogenase,ADH)为指标,采用酶解法制备三角帆蚌肽(Hyriopsis cumingii peptides,Hcp),通过建立小鼠醉酒模型对其醒酒活性进行初探;其次,在分析Hcp及其超滤组分(Hcp-Ⅰ、Hcp-Ⅱ和Hcp-Ⅲ)的基本特性基础上,评价其体外抗肝损伤活性;然后建立小鼠急性ALD模型,深入研究了Hcp各超滤组分对小鼠急性ALD的保护作用及其机制,从中筛选出抗ALD活性较高的组分;最后,以ADH激活率为活性追踪指标,对该组分进行分离纯化及其结构的初步鉴定,以期为三角帆蚌肉的高值化利用及其在ALD的预防或治疗研究提供理论基础,主要研究内容和结果如下:(1)以ADH激活率为指标,从6种蛋白酶中确定了以中性蛋白酶为酶解三角帆蚌肉的最适蛋白酶,考察了酶解温度、酶解时间、料液比和加酶量等因素对Hcp体外ADH激活率的影响,在此基础上结合响应面法优化Hcp的制备工艺,得到最佳工艺条件为:酶解温度50℃、酶解时间2 h、料液比1:3和加酶量1000U/g,此工艺条件下,测得Hcp对体外ADH的激活率为18.30%。(2)建立小鼠醉酒模型,对上述优化工艺条件下的Hcp进行相关醒酒活性初步研究。结果显示,与模型组相比,Hcp各剂量组均可显著延长小鼠醉酒时间、缩短小鼠睡眠时间,降低小鼠血乙醇浓度、提高小鼠肝脏ADH活力(P<0.05)。其中,给酒后90 min时,Hcp高剂量组小鼠血乙醇浓度由20.31 mmol/L降至8.80mmol/L,小鼠肝脏ADH活力由1.92 U/mg上升至7.64 U/mg。结果表明,Hcp对醉酒小鼠具有一定的醒酒活性,尤以Hcp高剂量组的醒酒效果最佳。(3)在分析Hcp及其超滤组分的基本营养成分、氨基酸组成和分子量分布等基本特性的基础上,以体外抗氧化活性和ADH激活率为指标,评价Hcp及其超滤组分的体外抗肝损伤活性。基本特性分析结果显示,Hcp粗蛋白含量高(57.60%),粗脂肪含量低(2.62%),氨基酸组成齐全,分子量主要集中在450~6500 KDa范围(83.54%)。经超滤后,Hcp-Ⅰ、Hcp-Ⅱ和Hcp-Ⅲ与Hcp之间粗蛋白、氨基酸含量和小分子肽得率等存在显著性差异(P<0.05);其次,Hcp-Ⅱ中与醒酒活性相关的氨基酸含量较Hcp-Ⅰ和Hcp-Ⅲ明显增加,说明经超滤后Hcp各超滤组分得到了较好的分离效果。体外抗肝损伤活性结果显示,Hcp及其超滤组分均可在一定程度上清除ABTS和DPPH自由基,具有较强的还原力和体外激活ADH作用(P<0.05)。可见,Hcp及其超滤组分具有一定的体外抗肝损伤活性,尤以Hcp-Ⅱ的活性最强。(4)建立小鼠急性ALD模型,深入研究Hcp各超滤组分对小鼠急性ALD的保护作用及机制。结果显示,与酒精模型组相比,Hcp各超滤组分的干预均可不同程度地显著降低小鼠肝脏指数、血清ALT和AST活力、肝脏MDA、TG和细胞色素P4502E1含量(P<0.05),显著提高小鼠肝脏GSH含量、SOD、ADH和ALDH活力(P<0.05);上调ADH2、ALDH2、下调CYP2E1等与乙醇代谢相关的m RNA表达量,下调脂质代谢中的关键转录因子Fabp5、G6pc和Idi1以及肝纤维化相关因子β-catenin、TGF-β1和TGF-β的m RNA表达量,激活wnt/β-catenin通路,促进β-catenin入核。以上结果表明,Hcp主要是通过抗氧化应激、激活乙醇代谢酶等途径,调节肝内的脂肪酸代谢、抑制肝纤维化的形成,从而减轻由急性酒精诱导所致小鼠肝损伤情况,尤以Hcp-Ⅱ的抗ALD效果更为显著,说明具有较高抗ALD活性的肽段主要在MW=3~10 KDa范围。(5)以ADH激活率为指标进行活性追踪,采用Sephadex G-25和RP-HPLC对Hcp-Ⅱ(MW=3~10 KDa)进行逐级分离纯化,利用UPLC-ESI-Q-TOF-MS/MS鉴定其具有较高体外激活ADH活性的多肽序列。结果显示,Sephadex G-25分离Hcp-Ⅱ所得的5个组分中(F1、F2、F3、F4和F5),以F3的ADH激活率最高(68.72%);半制备型RP-HPLC(XBridge TMBEH130 C18)分离F3所得的4个组分中(F3-1、F3-2、F3-3和F3-4),以F3-2的ADH激活率最高(55.97%);分析型RP-HPLC(Symmetry?C18)分离纯化所得的F3-2呈现单一的峰,纯度较好。最后,利用UPLC-ESI-Q-TOF-MS/MS对F3-2组分的氨基酸序列进行鉴定,分别得到了Val-Leu(Ile)-Ala-Pro(四肽)和Val-Asn-Leu(Ile)-Leu(Ile)-Glu(五肽)2个目标活性肽段。
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