鸽血抗氧化肽的分离、结构鉴定及体外抗氧化活性评价

鸽血是肉鸽屠宰加工过程中的主要副产物之一,含有大量蛋白质,却一直未被有效利用。大量的血液被排放于环境中,不仅会造成环境的污染,还会浪费大量的蛋白资源。本试验以鸽血为原料,通过冷冻离心分离血浆和血红蛋白。采用酶解技术,通过单因素及响应面试验,对鸽血浆抗氧化肽的酶法制备工艺进行了优选研究;通过传统酶解与计算机模拟酶解相结合的方法制备鸽血红蛋白抗氧化肽。通过超滤的方法进行分离纯化,对体外抗氧化能力强的组分进行结构鉴定。通过生物信息学工具(In silico tools)进行虚拟筛选。主要研究结果如下:(1)响应面法优化酶解法制备鸽血浆抗氧化肽以鸽血血浆为原材料,选用碱性蛋白酶、风味蛋白酶、木瓜蛋白酶和蛋白酶K四种蛋白酶,分别在其最佳条件下对鸽血血浆进行酶解,采用邻苯二甲醛法(O-phthaldialdehyde,OPA)测定水解度(Degree of hydrolysis,DH),通过还原力来评价抗氧化活性,以选取最优的蛋白酶。分析酶解时间、p H、酶添加量及酶解温度对酶解产物水解度和还原力的影响,基于单因素试验设计响应面试验,探究鸽血浆抗氧化肽酶法制备的最优工艺。结果表明,选择碱性蛋白酶,鸽血浆浓度为1 g/100m L,酶添加量为6224 U/g,时间为点击此处3 h,CCRG 81045试剂p H 8,温度为55℃。以此条件制备鸽血浆抗氧化肽的还原力为0.140±0.023 A,与预测值相差较小,故而此条件为制备鸽血浆抗氧化肽的最优工艺。(2)计算机模拟酶解优化鸽血红蛋白抗氧化肽酶法制备以鸽血红蛋白为原材料,采用在线数据库Ex PASy Peptide Cutter中的蛋白酶模拟酶解,通过生物信息学工具筛选多肽潜在的生物活性、溶解性、毒性和致敏性,由此预测最适宜的制备鸽血红蛋白源抗氧化肽的酶。通过设置不同的酶解时间、酶添加量和酶解温度为单因素,探究不同酶解条件对酶解产物水解度和DPPH自由基清除率的影响。基于单因素试验,通过响应面试验探究酶解法制备鸽血红蛋白抗氧化肽的最优工艺条件。结果表明,蛋白酶K是最优的蛋白酶,最佳的酶解法制备鸽血红蛋白抗氧化肽的条件是:鸽血红蛋白浓度为1 g/100 m L、p H 8、时间为3 h、酶添加量为415.54U/g、温度为65℃。选用此条件通过验证试验得heme d1 biosynthesis出响应值DPPH自由基清除率为33.21%±0.68%,与预测值相差不大,故而此条件为最优工艺。采用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳试验(Sodium laurylsulfonate-polyacrylamide gel electrophoresis,SDS-PAGE),对比最优工艺条件下鸽血红蛋白酶解前后的情况,进一步验证该方法为酶解鸽血红蛋白源抗氧化肽的最优工艺。(3)鸽血抗氧化肽的分离纯化及结构鉴定采用超滤法分别对鸽血浆酶解液和鸽血红蛋白酶解液进行分离纯化,以DPPH自由基、ABTS自由基、超氧阴离子和羟自由基清除能力为指标,考察不同超滤组分的体外抗氧化活性。分别选取鸽血浆、血红蛋白酶解液体外抗氧化活性最强的组分,通过液相色谱-质谱联用技术(Liquid chromatography-tandem mass spectrometry,LC-MS/MS)对结构进行鉴定。采用生物信息学工具,预测多肽潜在的生物活性、溶解性、致敏性,以及吸收、分布、代谢、排泄和毒性(Absorption,distribution,metabolism,excretion,toxicity,ADMET)性质,通过分子对接研究鸽血抗氧化肽的作用机制。结果表明:分子量(Molecular weight,Mw)小于1 k Da的组分体外抗氧化活性较强,发现多肽IDGPRFPF和TRPDLPVGF为新的生物活性肽,具有良好的生物活性、水溶性,非致敏原且ADMET性质良好,有改善抗氧化防御系统的潜在能力。