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高血压病是当今世界最大的流行病之一,现代研究表明,抑制血管紧张素转换酶(ACE)的活性是治疗高血压的重要途径。ACE抑制肽以其天然、无毒副作用的降压功效,成为近年来高血压病研究的一个热点。
菜籽饼粕是菜籽油生产过程中的副产物,我国每年菜籽饼粕产量居世界第一位。但是,目前我国对双低油菜籽粕的利用相当有限,仅用作肥料或饲料,造成了资源浪费。本课题组及其他学者已有的研究表明,通过酶解双低油菜籽粕蛋白可以释放出具有ACE抑制活性的多肽,因此在开发降血压健康产品方面具有广阔的发展前景。
本课题组已经完成了双低油菜籽ACE抑制肽酶法制备技术的研究。因此就研究工作的持续开展而言,进一步需要研究的工作包括:(1)对酶解产物进行分离纯化,得到高活性的产品;(2)鉴定酶解产物中含有的高ACE抑制活性多肽片段的结构;(3)评价具有高ACE抑制活性多肽的性质,为后续降血压健康产品的开发提供理论依据。
本研究以双低油菜籽蛋白为原料,通过对酶解产物多步分离纯化,制备高活性双低油菜籽ACE抑制肽,对其化学结构进行初步鉴定,对高活性双低油菜籽ACE抑制肽的性质进行了评价。具体如下:
按照本课题组已经确立的条件,用碱性蛋白酶酶解双低油菜籽蛋白。双低油菜籽饼粕蛋白经超声(料液浓度5%、温度20℃、超声功率600W、每批处理液15 L)预处理40 min,用碱性蛋白酶进行酶解,酶解参数为:pn9.0、温度50℃、底物浓度5%、加酶量(E/S)5%、酶解时间30 min。在此工艺条件下,酶解产物的IC50值为2.0 mg/mL。
采用超滤技术对双低油菜酶解产物中的ACE抑制肽进行了分离提纯研究,考核了分离参数对分离效果的影响。对于截留分子质量为5 kDa的第一级超滤分离而言,操作压力为0.5kg/cm2、多肽液温度为45℃、多肽液浓度为3%时具有较高的分离效果;对于截留分子质量为3 kDa的第二级超滤分离,操作压力为0.7 kg/cm2、多肽液温度为35℃、多肽液浓度为3%时具有较好的分离效果。在此超滤工艺参数下,产品的IC50值下降了14%,为1.72 mg/mL,活性总回收率达到76.44%。
采用葡聚糖凝胶层析和离子树脂交换技术对双低油菜籽ACE抑制肽进行进一步分离纯化研究,考核了工艺参数对分离效果的影响。用SephadexG-10纯化双低油菜籽ACE抑制肽,确定最佳工艺参数为:洗脱剂为蒸馏水,洗脱剂流速为1.0 mL/min,样品浓度为100 mg/mL,加样量1.5 mL,在此工艺参数下,产品的IC50值为1.22 mg/mL,下降了30%,活性肽总回收率合计为69.81%。用阳离子树脂D061纯化双低油菜籽ACE抑制肽,确定最佳工艺参数为:初始平衡缓冲液为0.01 mol/L的醋酸缓冲液,洗脱液的组成为:A液:初始缓冲液、B液:初始平衡缓冲液+1.0 mol/L NaCl,洗脱剂流速为1.0 mL/min,上样量100 mg,在此工艺参数下,产品的IC50值为0.47 mg/mL,下降了61.5%,活性肽总回收率合计为64.20%。
采用RP—HPIC技术对双低油菜籽ACE抑制肽进行进一步分离纯化研究,通过RP-HPLC多级顺序分离,双低油菜籽ACE抑制肽的IC50值进一步下降到0.087 mg/mL。通过LC/MS分析,初步推断高活性的双低油菜籽ACE抑制肽的结构为Leu-Gly-Pro、Ile-Glv-Pro和Val-Ala-Pro等三肽,以及Cys-Ile和Cys-Leu等二肽。通过相关文献及降血压肽的基因库查询比对,发现已有研究从其他植物蛋白酶解产物中分离纯化出三肽Leu-Gly-Pro和Val-Ala-Pro,而三肽Ile-Gly-Pro,二肽Cys-Ile和Cys-ku等尚未见报道,还需进一步确认。
对高活性的双低油菜籽ACE抑制肽进行了性质评价。发现双低油菜籽ACE抑制肽具有良好的热稳定性及酸碱稳定性,在高温,强酸性和强碱性等条件下保留3h时,其ACE抑制活性仍保留初始值的75.54%以上。此外,双低油菜籽ACE抑制肽具有较好的抗胃肠道酶解性,经胃肠道模拟消化后,其.ACE抑制活性保留初始值的84.48%以上。动物试验结果进一步表明双低油菜籽ACE抑制肽在体内具有显著降血压作用。