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鱼皮胶原多肽是鱼皮胶原蛋白经过水解工艺制备得到的具有一定生理活性的小分子物质,近年来作为一种新兴的功能性食品原料在国内外开始盛行。蛋白酶水解法是制备鱼皮胶原肽的重要方法,然而在实际应用时,存在酶解条件高、酶回收困难、生产成本高等问题。同时,鱼皮胶原多肽是优质的抗氧化原料,但制备过程复杂繁琐、耗时,这限制了其在食品工业中的应用。本论文通过纳米磺化聚苯乙烯微球(SPSNs)固定化枯草芽孢杆菌蛋白酶(Subtilisin,SU),研究了固定化酶过程的影响因素;利用制备的固定化酶水解罗非鱼鱼皮胶原,获得体外抗氧化性良好的胶原多肽;在解析产物多肽序列的基础上,利用分子对接技术实现了高通量筛选并验证了代表性功能肽的体外抗氧化活性。本论文的主要研究内容和结果如下:(1)枯草杆菌蛋白酶催化活性与分子结构特点的研究。借助于等温量热滴定技术(ITC),可知枯草杆菌蛋白酶对鱼皮胶原蛋白的催化水解活性优于牛血红蛋白和牛血清白蛋白。通过对枯草杆菌蛋白酶生物信息的详细分析,结果表明枯草杆菌蛋白酶为碱性蛋白,等电点为8.66,在pH小于7的溶液中表现为带正电,易于与带有负电的物质发生静电吸附。此外,其活性位点为由天冬氨酸(137)、组氨酸(168)以及丝氨酸(325)组成的催化三联体,能够催化多肽链中内部ɑ-肽键的水解。(2)纳米磺化聚苯乙烯微球固定化枯草杆菌蛋白酶(SPSNs-Subtilisin,SPSU)的研究。以纳米聚苯乙烯(PSNs)微球为原料,加入浓硫酸进行磺化改性,料液比为1:40(m/v),温度为33℃,反应时间为6 h,得到磺化度为2.625±0.05 mmol/g的SPSNs。采用静电吸附法将枯草杆菌蛋白酶固定化在SPSNs上,最佳固定化条件为:SPSNs浓度1 mg/mL、温度25℃、pH 6.5(磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液)、时间60 min。获得的固定化酶负载量为397.15 mg/g,活性回收率为77.3%。在pH 7.010.3以及温度2565℃范围内,固定化酶比游离酶具有较高的相对酶活性,且固定化酶的最适pH从10.3提高为10.6。固定化酶反复使用5次后仍具有68.7%的相对酶活性。(3)鱼皮胶原多肽的制备及其体外抗氧化活性的研究。使用SPSU对罗非鱼鱼皮胶原蛋白进行酶解,多肽转化率为54.9%。体外抗氧化研究结果表明,鱼皮胶原水解液具有较好的抗氧化活性,水解液对羟基自由基(·OH)、2’-联氨-双-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸(ABTS)自由基以及1,1-二苯基-2-苦基肼基(DPPH)自由基清除能力的IC50值分别为1.29 mg/mL、24.94 mg/mL、12.48 mg/mL。(4)鱼皮胶原多肽序列解析及利用分子对接技术筛选抗氧化活性肽。以液相质谱联用技术解析多肽序列,得到了1500多个多肽序列,分子量分布范围为7003000 Da,其中I型胶原蛋白肽序列有105个。采用分子对接技术高通量筛选出12个抗氧化活性肽,通过固相肽合成技术合成PFRMY(PY-5),MPVPGPM(MM-7),PGPIGPMGPRG(PG-11)三个代表性的高抗氧化活性肽,并采用体外抗氧化活性实验验证其活性。结果表明:与鱼皮胶原水解液相比,PY-5、MM-7、PG-11均表现出良好的抗氧化活性,清除·OH的IC50值分别为0.73 mg/mL、0.81 mg/mL、1.42 mg/mL,清除DPPH自由基的IC50值分别为10.17 mg/mL、3.85 mg/mL,4.14 mg/mL;相互作用分析显示,PY-5、MM-7、PG-11主要通过调节SIRT1-7与AMPK通路发挥抗氧化作用,且SIRT1-7通路作用效果比较明显。根据以上研究结果,确定PY-5、MM-7与PG-11是鱼皮胶原蛋白水解液中抗氧化活性成分的重要组成部分。