这篇文档属于类型a,即单篇原创研究的学术报告。以下是根据文档内容生成的详细学术报告:
本研究的主要作者包括Waqas N. Baba、Priti Mudgil、Bincy Baby、Ranjit Vijayan、Chee-Yuen Gan和Sajid Maqsood。研究机构为阿拉伯联合酋长大学食品营养与健康系、生物学系以及马来西亚理科大学分析生物化学研究中心。该研究于2021年发表在《Journal of Dairy Science》期刊上,卷号为104,页码为7393-7405。
高胆固醇血症和肥胖是全球范围内日益严重的健康问题,与心血管疾病、高血压和癌症等多种致命疾病相关。目前,常用的药物如他汀类、烟酸、依折麦布和纤维酸类药物虽然有效,但伴随代谢副作用,如肌病和胃肠道疾病。因此,开发更安全、经济的辅助治疗方法具有重要意义。过去十年中,牛奶水解物因其含有多种生物活性肽(Bioactive Peptides, BAP)而受到关注,这些肽具有抗氧化、抗高血压、抗糖尿病和抗癌等多种健康益处。然而,非牛乳来源的BAP,如骆驼乳或山羊乳,因其潜在的健康益处而逐渐成为研究热点。骆驼乳蛋白水解物已被报道具有抗氧化、抗糖尿病、抗肥胖和抗高血压等特性。本研究旨在探索骆驼乳清蛋白水解物(Camel Whey Protein Hydrolysates, CWPH)在不同水解条件下对胆固醇酯酶(Cholesterol Esterase, CE)和胰脂肪酶(Pancreatic Lipase, PL)的抑制潜力,并鉴定其中的新型BAP序列。
研究流程包括以下几个主要步骤:
材料准备:从阿联酋阿布扎比当地骆驼农场获取新鲜骆驼乳样品,经过两次离心去除脂肪,再通过酸沉淀法分离乳清蛋白。乳清蛋白在-20°C下冷冻干燥,并在3天内冻干。
水解实验设计:使用胃蛋白酶在不同酶浓度(0.5%、1%、2%)、不同温度(30°C、37°C、45°C)和不同时间(120、240、360分钟)条件下对乳清蛋白进行水解,生成27种不同的水解物(CWPH1至CWPH27)。每种水解物制备三个批次作为重复。
肽谱分析:使用反相超高效液相色谱(RP-UPLC)分析水解物的肽谱,鉴定主要和次要蛋白质的降解情况。
酶抑制活性测定:分别测定CWPH对CE和PL的抑制活性,计算半数抑制浓度(IC50值)。CE抑制活性通过测定p-硝基苯酚的释放量来确定,PL抑制活性通过测定p-硝基苯基丁酸酯的水解产物来确定。
肽序列鉴定:使用液相色谱-质谱联用(LC-MS QTOF)对选定的水解物进行肽序列鉴定,并通过Peptide Ranker网络服务器进行肽的活性评分。
分子对接分析:使用PepSite 2网络程序进行分子对接,预测肽与目标酶的结合机制。通过Schrödinger Suite软件进行蛋白质结构优化和分子对接,计算结合自由能。
肽谱分析:RP-UPLC分析显示,水解物中的主要和次要蛋白质均被成功降解,生成了一系列短肽峰,表明水解物中含有广泛疏水性的肽。
酶抑制活性:所有CWPH均显示出比未水解的骆驼乳清蛋白(CWP)更高的CE和PL抑制活性,IC50值显著降低。特别是CWPH19在45°C、2%酶浓度和120分钟条件下生成的IC50值最低,分别为0.46 mg/ml(PL)和0.253 mg/ml(CE)。
肽序列鉴定:从CWPH7、CWPH16和CWPH18中鉴定出141个肽序列,其中12个肽的Peptide Ranker评分≥0.8。这些肽的氨基酸残基数在2至15之间,显示出较高的疏水性。
分子对接:肽PAGNFLPPVAAAPVM、MLPLMLPFTMGY和LRFPL被鉴定为潜在的PL抑制剂,而FCCLGP VPP被鉴定为潜在的CE抑制剂。分子对接结果显示,这些肽能够与目标酶的活性位点结合,形成亲水和疏水相互作用。
骆驼乳清蛋白水解物是潜在的脂质代谢调节剂,能够通过抑制CE和PL酶活性来影响胆固醇代谢。本研究鉴定了多种新型肽序列,这些肽具有潜在的CE和PL抑制活性,可作为高胆固醇血症的辅助治疗候选物。特别是CWPH19在低酶浓度下生成的高效抑制肽,具有经济高效的潜力。
本研究还探讨了水解条件对酶抑制活性的影响,发现酶浓度、温度和时间之间存在显著的交互作用,为优化水解工艺提供了理论依据。此外,研究还发现某些肽能够同时抑制多种酶,具有多重生物活性,进一步增加了其应用价值。
通过本研究,不仅为骆驼乳清蛋白水解物的开发提供了科学依据,也为高胆固醇血症的治疗提供了新的研究方向。