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浙江海洋大学王斌课题组:紫贻贝ACE抑制肽的制备、鉴定、分子对接及对H2O2诱导HUVECs氧化损伤的保护机制
2022-07-08 王斌  食品与药学学院

导读:

浙江海洋大学王斌教授课题组于2022年6月在国际期刊Food & Function(Q1,IF: 6.317)发表题为“Seventeen novel angiotensin converting enzyme (ACE) inhibitory peptides from protein hydrolysate of Mytilus edulis: Isolation, identification, molecular docking study, and protective function on HUVECs”的研究性论文。该研究受国家自然科学基金(82073764)和浙江省万人计划(2019R52026)资助。

高血压被认为是心血管疾病的最危险因素,而抑制血管紧张素转换酶(ACE)活性是调节系统性高血压的有效方法。近年来,随着生物加工技术的不断开发,人们从海洋生物蛋白中制备出多种活性肽,而海洋蛋白来源的ACE抑制肽因其显著的降压活性而备受关注。

贻贝(Mytilus edulis)别名海红、淡菜,广泛分布于中国、西班牙、希腊和意大利,其年产量占贻贝总产量的58%。本文以紫贻贝(Mytilus edulis)为原料,制备具有显著ACE抑制活性的寡肽,并探究其ACE抑制机理和内皮细胞氧化损伤的保护机制。实验结果表明:制备的17条紫贻贝ACE抑制寡肽(MFR、MFV、FV、KP、QP、QVK、IK、YKV、IRK、MLKV、NFRPQ、YEGDP、WF、GPE、SWISS、SVEWK和FKWH)中,IK、YEGDP、WF和SWISS通过氢键、疏水性、范德华力和静电力与ACE结合,显示出最强的ACE抑制活性;IK、YEGDP和WF可促进人脐静脉内皮细胞(HUVECs)内血管舒张因子一氧化氮(NO)释放,抑制血管收缩因子人内皮素(ET-1)的分泌发挥降压作用,同时还能有效降低去甲肾上腺素(NE)对HUVECs内NO和ET-1含量的影响;更为重要的是,WF和YEGDP可以激活细胞内抗氧化系统,降低H2O2对HUVECs的氧化损伤,同时有效地抑制H2O2诱导的细胞凋亡。因此,贻贝ACE抑制肽可以应用于医药保健产品,辅助治疗高血压、动脉粥样硬化等慢性疾病。

研究亮点

•从紫贻贝蛋白酶解物中制备17条新型ACE抑制肽,其中IK、YEGDP、WF和SWISS显示出显著的ACE抑制活性。

•分子对接实验证明IK、YEGDP、WF和SWISS通过氢键、疏水性、范德华力和静电力与竞争性结合于卡多普利在ACE上的结合位点。

•IK、YEGDP和WF通过促进人脐静脉内皮细胞(HUVECs)内血管舒张因子一氧化氮(NO)的释放,抑制血管收缩因子人内皮素(ET-1)的分泌发挥降压作用,同时还能有效降低去甲肾上腺素(NE)对HUVECs内NO和ET-1含量的影响。

•WF和YEGDP可以激活细胞内抗氧化系统,降低H2O2对HUVECs的氧化损伤,同时有效地抑制H2O2诱导的细胞凋亡。

研究结论

1.IK、YEGDP、WF和SWISS对ACE的IC50值分别为0.77 ± 0.020、0.19 ± 0.010、0.40 ± 0.015和0.32 ± 0.017 mg/mL。

2.IK、YEGDP、WF和SWISS通过氢键、疏水性、范德华力和静电力与ACE结合,与ACE的亲和力分别为-6.1、-8.8、-7.6和-8.6 kcal/mol。

3.IK、YEGDP和WF通过促进HUVECs内血管舒张因子NO的释放,抑制血管收缩因子ET-1的分泌发挥降压作用,同时还能有效降低去甲肾上腺素(NE)对HUVECs内NO和ET-1含量的影响。

4. WF和YEGDP可以激活细胞内抗氧化系统,提高抗氧化酶SOD和GSH-Px活性,清除过量活性氧自由基(ROS),降低细胞内MDA含量,降低H2O2对HUVECs的氧化损伤,有效抑制细胞凋亡。

图文赏析

图1.紫贻贝(Mytilus edulis)蛋白水解物(BMH)中分离ACE抑制肽的流程图

图2.紫贻贝(Mytilus edulis)蛋白水解物中生物活性肽的制备及ACE抑制活性。

图3.IK、YEGDP、WF和SWISS与ACE的分子对接结果。

图4.ACE抑制肽BMP7、BMP12、BMP13和BMP15对HUVECs存活率(A)、NO含量(B)和ET-1含量(C)的影响。

图5.ACE抑制肽BMP7、BMP12和BMP13对H2O2诱导的HUVECs存活率的影响。

图6. WF和YEGDP对H2O2诱导的HUVECs内ROS(A)、SOD(B)、GSH-Px(C)、MDA(D)和NO(E)水平的影响。

图7.WF和YEGDP对H2O2诱导的HUVECs细胞凋亡率的影响。

原文链接

https://doi.org/10.1039/D2FO00275B

作者简介:

锁世坤,浙江海洋大学药学专业硕士研究生。目前主要研究海洋生物活性肽制备、鉴定及活性评价。

通讯简介:

王斌教授,博士生导师,浙江省“万人计划”科技创新领军人才、浙江省中青年学科带头人。长期从事海洋药物、海洋生物资源综合利用的研究与教学工作,先后主持国家自然科学基金项目、国家国际合作交流项目、浙江省重大科技专项和浙江省自然科学基金项目等国家级和省部级课题。获得国家科技进步奖二等奖、浙江省科学技术奖二等奖,国家海洋局海洋科学技术奖一等奖、中国商业联合会科学技术奖特等奖、中国轻工业联合会奖科学技术奖一等奖、舟山青年科技奖等奖项。授权国家发明40余项,在Food Hydrocolloids、Food Chemistry、Marine Drug、Journal of Functional Foods、Food Research International、Peptides、International Journalof Biological Macromolecules、LWT-Food Science and Technology等国内外期刊发表论文150余篇,其中SCI/EI收录80余篇。

社会学术团体兼职:担任中国药学会海洋药物专业委员会委员,中国药学会海洋药物专业委员会委员“中国海洋药物博士论坛”青年委员会委员、中国生化与分子生物学会海洋与分子生物学分会理事、浙江省药学会海洋药物专业委员会副主任委员,Food Research International编委,Marine Drug专刊客座编辑。

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