2021年7月27日,江南大学酿造微生物学与应用酶学研究室范文来研究员团队在一区期刊LWT-Food Science and Technology(IF: 4.952)发表了题为“Identification of angiotensin converting enzyme (ACE) inhibitory and antioxidant peptides derived from Pixian broad bean paste”的原创性论文,范文来研究员为该论文的通讯作者,2019级硕士生李铭洋为该论文的第一作者。

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1.背景

心脑血管疾病是大多数国家中导致死亡的主要因素之一,高血压与该疾病高度相关。氧化应激反应也与高血压有关,活性氧(ROS)被认为是血管紧张素II引起的媒介。来源于天然发酵食品中的ACE抑制肽和抗氧化肽由于毒副作用小、吸收效果好等特点受到越来越多的关注。郫县豆瓣酱是我国重要的调味品,主要通过米曲霉发酵制得。在发酵中蛋白质被降解成生物活性的小肽和氨基酸。目前并未报道过关于郫县豆瓣酱中游离的ACE抑制肽和抗氧化肽的研究。

2.成果介绍

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图1 母离子单电荷MS/MS谱图。(a) RGLSK (m/z 560.3661); (b) NKGPR (m/z 571.3721); (c) DNLLN (m/z 588.2912);(d) TPCPPQ (m/z 642.34)

对食品基质中的肽母离子和氨基酸序列的准确鉴定仍然是一个挑战,通过UPLC-Q-TOF-MS和Biolynx肽解析软件对半制备组分C和D分析,目前手动鉴定到4 个新肽:RGLSK、NKGPR、DNLLN和TPCPPQ。

表1 PBBP中4种新肽的UPLC-QQQ-MS参数和终含量

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图3 4 个新肽在MRM模式下的色谱图。a:肽标品;b:豆瓣酱样品;(1) TPCPPQ;(2) DNLLN; (3) RGLSK;(4) NKGPR

为了对复杂发酵食品基质中的多肽进行准确定量分析,该研究团队通过超高相液相色谱三重四极杆质谱(UPLC-QQQ-MS)对碰撞电压、锥孔电压等定量参数进行优化,在多反应监测模式(MRM)下以外标法进行定量,结果表明4 个新肽的浓度范围为15~840 µg/g,其中肽NKGPR含量最高为840 µg/g。

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图4 肽RGLSK与ACE酶之间的分子对接

通过分子对接的方式,分析ACE抑制活性最高的肽RGLSK与ACE酶之间的作用方式和位点。分子对接表明,RGLSK与ACE酶复合物共形成10 个氢键,不仅与活性部位的Zn2+形成配位键(His383、Glu411),且与S1口袋中的Ala354、Glu384、Tyr523间存在作用力。RGLSK中的氢原子与S1口袋中的Ala354上的氧原子形成氢键,氢键长为1.7 Å,RGLSK中的氧原子与Glu384上的氢原子形成氢键,键长为2.5 Å;同时与S1口袋中的Tyr523上的氧原子形成2 个氢键,键长为2.1 Å和2.2 Å;与活性部位Zn2+中的His383上的氧原子形成氢键,键长2.7 Å,同时与Glu411的氧原子形成2 个氢键,键长2.5 Å和2.7 Å。该肽还与活性部位附近的Asp415和Glu376形成3 个氢键,键长分别为2 Å、2.7 Å和2.9 Å。活性中心附近其它的氨基酸残基如Ser355、Val379、Val380、Phe457、Val518和Arg522等也会与多肽上的基团形成疏水、范德华力。

3.展望

上述4 个新肽为郫县豆瓣酱的高价值利用提供了研究基础,还需进一步深入分析具有ACE抑制活性和抗氧化活性的机理。

上述研究工作得到了国家重点研发计划项目“传统酿造食品制造关键技术研究与装备开发”(2016YFD0400503)的资助。论文链接:https://doi.org/10.1016/j.lwt.2021.112221

作者简介

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范文来,男,江南大学研究员,饮料酒现代风味化学创始人,百度H指数43,G指数65,国家发明二等奖主要获得者,美国俄勒冈州立大学作访问学者,中国化学会高级会员,中国微生物学会永久会员,美国化学会(ACS)会员,全国酿酒标准化委员会委员,中国酿酒原料及品质安全研究院副院长,江苏洋河酒厂股份有限公司原副总工程师。

长期致力于酿酒工程、酒类风味化学、饮料酒品质与安全、副产物高值化利用等研究,发表各类论文200余篇,其中在国际知名杂志如Compr.Rev. Food Sci. Safe(食品科学与食品安全综述)、JAFC(美国农化)、FoodChem.(欧洲食品化学)等发表SCI论文50余篇,单篇引用超过300 次(google 学术),出版中文专著3 部(《酒类风味化学》主编、《白酒生态发酵与智能化酿造》、《白酒品评与勾兑》副主编),十三五规划教材2 部(《酒类风味化学》主编、《酿酒分析与检测》副主编),译著1 部(《风味,香气和气味分析》)。

近年来主持或参与完成十三五国家重大专项、国家863计划、国家自然科学基金/重点基金、十一五/十二五国家科技支撑计划等项目7 项;获授权发明专利近30 项,30 项科研成果被鉴定达到“国际先进”或“领先水平”;1 项科研成果获得国家技术发明二等奖、1 项成果获全国商业科技进步特等奖、4 项科研成果获省部级科技进步一等奖、多项成果获省部级二、三等奖。

编辑:袁艺;责编:张睿梅。

文章来源于江南大学酿造微生物学与应用酶学研究室范文来研究员团队,点击下方阅读原文即可查看原文。

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为进一步促进动物源食品科学的发展,带动产业的技术创新,更好的保障人类身体健康和提高生活品质,北京食品科学研究院和中国食品杂志社在宁波和西宁成功召开前两届“动物源食品科学与人类健康国际研讨会”的基础上,将与郑州轻工业大学、河南农业大学、河南工业大学、河南科技学院、许昌学院于2021年9月18-19日在河南郑州共同举办“2021年动物源食品科学与人类健康国际研讨会”。欢迎相关专家、学者、企业家参加此次国际研讨会。