带鱼多肽的MAO-A抑制活性及其抗抑郁症机理的研究

来源 :华南理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:harrietgu
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抑郁症是一种慢性中枢神经系统疾病,是造成非致命健康损失的最大因素。然而抑郁症是一种异质性疾病,病程多变,当前的药物治疗效率低、起效慢、副作用明显等。因此,研发快速有效而且更加安全的新型抗抑郁药成为目前亟待解决的问题。本研究选取带鱼(Trichiurus japonicas)为原料,体外模拟胃肠道消化后从超滤组分中直接鉴定单胺氧化酶A(MAO-A)抑制肽,同时使用分子对接技术进行辅助筛选;探究带鱼多肽和MAO-A的相互作用机制,并构建SH-SY5Y细胞应激模型评价多肽抗抑郁的作用机制,为开发具有MAO-A抑制活性和抗抑郁作用的带鱼功能性食品成分提供科学依据。本实验采用体外胃蛋白酶和模拟胃肠道消化(胃蛋白酶-胰酶)制备带鱼蛋白水解物(PDH和GIH),分析其体外MAO-A抑制活性、分子量分布、蛋白质回收率、水解度和总氨基酸含量。结果表明,与带鱼粗蛋白相比,PDH和GIH对MAO-A的抑制活性均有显著提高(p<0.05),且两者的蛋白质回收率均在60%以上。随着肠道消化的进行,酶解物GIH的水解度、<4 k Da组分的比例和脂肪族氨基酸含量逐渐升高,但MAO-A抑制率下降了8.5%,说明了MAO-A的抑制活性可能和脂肪族氨基酸的含量呈负相关。对PDH和GIH进行初步的超滤纯化,发现<3 k Da的组分PDH-III和GIH-III的MAO-A抑制活性最高,IC50值分别为0.61和2.54mg/m L。分析组分PDH-III和GIH-III对神经细胞SH-SY5Y中MAO-A活性的影响,两者都能显著降低细胞中MAO-A的活性(p<0.05)。最后结合LC-MS/MS从组分PDH-III和GIH-III中分别鉴定出33条和31条多肽序列。采用HPEPDOCK对接辅助筛选具有高评分的多肽序列进行合成,皮尔森相关分析发现合成多肽的对接分数和MAO-A抑制活性之间存在显著的相关性(r=0.6709,p<0.05)。接着选取具有高MAO-A抑制活性的四条多肽VFEVFW、LPNSLYQQ、LPNSLYQK和FADAME,研究它们和MAO-A的相互作用机制。Autodock Vina分子对接发现多肽VFEVFW和LPNSLYQQ能通过氢键作用和疏水相互作用进入与MAO-A的活性中心位点,与酶的活性位点Val93,Val210和Leu97结合。圆二色谱结果表明,加入多肽VFEVFW(2m M)后,MAO-A中的α-螺旋占比降低了约一倍,反平行式β-折叠占比增加了3倍,且相比于其它三条多肽,VFEVFW和MAO-A孵育后,蛋白质的α-螺旋、β折叠和β转角占比的变化程度都更高。酶促动力学结果显示多肽VFEVFW和FADAME为混合型抑制剂,多肽LPNSLYQQ和LPNSLYQK分别属于竞争性和非竞争性抑制剂。测定不同带鱼合成多肽(VFEVFW、LPNSLYQQ、LPNSLYQK和FADAME)和阳性对照药物对SH-SY5Y细胞增殖和细胞中MAO-A活性的影响,四种多肽都能显著降低细胞线粒体膜上MAO-A的活性(p<0.05)。为进一步探究带鱼多肽对SH-SY5Y细胞的抗抑郁作用机制,使用400μM的DEX(地塞米松)构建神经细胞的应激模型,此时细胞的存活率为52.6±1.1%。当多肽和DEX共孵育,MTT和Hoechst 33342检测结果都显示多肽能够显著提高细胞的存活率(p<0.05),提高幅度达到20-30%,起到缓解DEX诱导引起的细胞损伤;JC-1荧光染色结果表明多肽能显著性降低DEX对红/绿荧光的强度比值的影响,对DEX诱导的SH-SY5Y细胞的线粒体膜电位有恢复作用。q RT-PCR实验结果说明DEX是通过激活MAO-A信号通路和抑制BDNF m RNA的表达来诱导神经细胞的应激,且低浓度(0.1m M)的VFEVFW可有效缓解DEX对SH-SY5Y细胞中BDNF m RNA表达水平的影响。另外,多肽VFEVFW(0.1m M)和LPNSLYQQ可上调SH-SY5Y细胞中与神经可塑性相关以及抑郁相关蛋白BDNF/CREB/Bcl-2 m RNA的表达水平(相比于模型组),表明了多肽VFEVFW和LPNSLYQQ具有潜在的抗抑郁作用。上述结果表明,带鱼多肽具有较好的MAO-A抑制活性和抗抑郁效果,因此可进一步研究开发带鱼多肽,使其成为具有抗抑郁作用的功能性食品成分或辅料。
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