楊天志,張迎陽*,鄒平,董亞云,李錦,高蕙文,耿成鋼
1(常州大學(xué) 藥學(xué)院/生物與食品工程學(xué)院,江蘇 常州,213164)2(常州市食品藥品纖維質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心,江蘇 常州,213022)
中國比較早的干腌制品是以金華火腿為代表的各種各樣的火腿和香腸,屬于低酸干腌肉制品[1]。干腌火腿加工過程比較復(fù)雜且時間久,其中活性肽大部分是源自肌動蛋白的降解。首先由內(nèi)肽酶對蛋白質(zhì)進(jìn)行降解,之后結(jié)合外肽酶,在微生物酶與內(nèi)源酶的共同作用下,蛋白質(zhì)被分解為小分子肽和游離氨基酸[2]。這些多肽決定了干腌火腿的風(fēng)味,并具有潛在的抗氧化和抗高血壓活性[3]。多肽的抗氧化活性歸因于許多特性的協(xié)同作用,包括螯合金屬離子、淬氧和清除自由基的能力。此外,抗氧化肽由于無毒、高效等特點(diǎn)[4],近年來受到越來越多的關(guān)注,MORA等[5]研究表明,干腌火腿中的蛋白質(zhì)水解受原料和加工參數(shù)(如鹽含量、溫度、濕度和成熟時間)的影響。因此,不同時期的干腌火腿發(fā)生不同的蛋白水解反應(yīng),形成不同的肽序列。
超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)可以作用于超氧陰離子進(jìn)行專一歧化反應(yīng)。在人體內(nèi)可以高效的清除超氧陰離子自由基,治療一些由于自由基作用導(dǎo)致的炎癥、自身免疫病。另外在抑制癌細(xì)胞方面也有一定的作用。SOD最早是由FRIDOVICH研究發(fā)現(xiàn)的[6],并將這種血球銅蛋白命名為超氧化物歧化酶。同時活性肽與SOD的結(jié)合也可以提升清除自由基能力。
通過凝膠層析色譜和nano-HPLC-MS/MS分離并鑒定出抗氧化性能較好的肽段(DHDGPDHW、FPPDVGD、PFGDTH),對其進(jìn)行合成并測試抗氧化性。借助分子對接實(shí)驗(yàn)檢測DHDGPDHW、FPPDVGD、PFGDTH與SOD的結(jié)合能力,預(yù)測活性肽抗氧化機(jī)制,為活性肽的功能化研究提供一定參考。
材料:1年和2年的金華火腿,購于江蘇常州永輝超市。
試劑:谷胱甘肽(glutathione,GSH)、三氯乙酸、ABTS,北京百靈威科技有限公司;1,10-菲咯啉、DPPH、牛血清白蛋白,上海麥克林生化科技股份有限公司;HCl、NaH2PO4、H2O2、NaOH等,安耐吉化學(xué)有限公司。
從PDB數(shù)據(jù)庫下載SOD(PDB ID:2ADQ)蛋白結(jié)構(gòu);使用Pymol 2.3.0去除蛋白結(jié)晶水、原始配體等,將蛋白結(jié)構(gòu)導(dǎo)入AutoDocktools(v1.5.6)進(jìn)行加氫、計算電荷、分配電荷、指定原子類型并保存為“pdbqt”格式。使用POCASA 1.1預(yù)測蛋白結(jié)合位點(diǎn),采用AutoDock Vina1.1.2進(jìn)行對接。
HMS-901HS恒溫水浴鍋,博大精科實(shí)業(yè)有限公司;UPG-752紫外可見分光光度計,北京優(yōu)普通用科技有限公司;M1416R臺式高速離心機(jī),深圳市瑞沃德生命科技有限公司;Labconco FreeZone 4.5 L真空冷凍干燥機(jī),中科科爾儀器有限公司;PHSJ-3F pH計,上海雷磁儀器有限公司;JA1003精密電子天平,力辰邦西儀器科技有限公司;數(shù)顯高速勻漿機(jī),馳勒機(jī)械科技有限公司;Orbitrap Q-Exactive Plus質(zhì)譜儀、質(zhì)譜分析柱(Acclaim PepMap C18, 75 μm×25 cm);Hoffen-20-1傅里葉紅外光譜儀,天津市嘉鑫海機(jī)械設(shè)備有限公司;玻璃層析柱(26 mm×1 m),上海宸喬生物科技有限公司。
1.3.3 抗氧化性能的穩(wěn)定性研究
1.3 我國康復(fù)醫(yī)學(xué)的發(fā)軔 隨著社會經(jīng)濟(jì)文化的發(fā)展、醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)改革的不斷深化以及生活水平的提高,醫(yī)學(xué)模式由生物醫(yī)學(xué)模式轉(zhuǎn)向生物-心理-社會的醫(yī)學(xué)模式。人們對醫(yī)療、疾病預(yù)防、殘疾出現(xiàn)后的康復(fù)有了更大期盼。中國現(xiàn)代康復(fù)醫(yī)學(xué)從1982年發(fā)軔,在機(jī)構(gòu)設(shè)置、學(xué)科建設(shè)、人員培養(yǎng)、服務(wù)開展方面已形成一定規(guī)模和水平并且獨(dú)具特色[7]。我國康復(fù)醫(yī)學(xué)的中西醫(yī)結(jié)合的特點(diǎn),更加富有東方醫(yī)學(xué)色彩,有很大潛力和發(fā)展空間。經(jīng)過30余年的發(fā)展,符合我國實(shí)際的康復(fù)醫(yī)學(xué)理念、工作方式逐漸形成,以臨床康復(fù)醫(yī)學(xué)為主,以專業(yè)康復(fù)機(jī)構(gòu)為骨干、社區(qū)為基礎(chǔ)、家庭為依托的多層次康復(fù)服務(wù)模式不斷完善[8]。
1.3.1 粗肽的提取
根據(jù)鄭錦曉等[7]的方法進(jìn)行修改,采用鹽酸提取法,將100 g肌肉切碎置于1 000 mL燒杯中加入500 mL 0.01 mol/L HCl溶液,再用勻漿機(jī)勻漿處理。勻漿后在10 000×g條件下離心15 min,然后將勻漿液用普通濾紙過濾,保留濾液,再加入3倍體積的乙醇沉淀上清液中的蛋白并過濾,濾液在低溫下靜置0.5 h,然后以4 000×g離心25 min。再用快速定性濾紙過濾,保留濾液,濾液再分別用0.45、0.22 μm濾膜進(jìn)行過濾。取濾液在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器(45 ℃)下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去乙醇,所得濃縮液冷凍后置于冷凍干燥機(jī)中干燥后得到粗肽,并儲存在-20 ℃冰箱中保存?zhèn)溆?。多肽含量測定及標(biāo)準(zhǔn)曲線建立參考文獻(xiàn)[7]。
1.3.2 體外抗氧化活性研究
采用DPPH自由基清除法、ABTS陽離子自由基清除法、羥自由基(·OH)清除法,研究2個年份的火腿粗肽液在不同濃度下的抗氧化能力,對照組為同質(zhì)量濃度的GSH。
DPPH自由基、·OH自由基、ABTS陽離子自由基清除作用參照文獻(xiàn)[8-10]所述方法測定。
根據(jù)洱海流域各樹種的年凈生長量計算的喬木林(純林和混交林)年碳儲量144339 t,其年碳儲量價值為1181.80萬元。
“你們不能這樣。我在老家就知道《小二黑結(jié)婚》《王貴與李香香》,我們現(xiàn)在是新中國的新女性,更要反對包辦婚姻。我不能嫁給楊連長,我堅(jiān)決不同意。這個小伙子不行,就另找別人,反正我不嫁給又老又丑的楊連長。誰說也不行!”田志芳幾乎是瘋了一樣地喊叫著。
3.3.5 元數(shù)據(jù)維護(hù)。對平臺中的元數(shù)據(jù),包括平臺中心前置庫、匯集庫、基礎(chǔ)庫、業(yè)務(wù)主題數(shù)據(jù)庫等庫表結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)資源的元數(shù)據(jù)的庫表結(jié)構(gòu)、元數(shù)據(jù)關(guān)系進(jìn)行統(tǒng)一的維護(hù)管理。
1.3.3.1 NaCl含量對粗肽抗氧化活性的影響
準(zhǔn)確配制6份3 mg/mL火腿粗肽液,向配制好的粗肽液中分別添加0.0%、2.0%、4.0%、6.0%、8.0%、10.0% (質(zhì)量分?jǐn)?shù)) NaCl,在100 ℃、標(biāo)準(zhǔn)大氣壓條件下加熱20 min,冷卻至室溫,測定其抗氧化能力。
1.3.3.2 溫度對粗肽抗氧化活性的影響
準(zhǔn)確配制5份3 mg/mL火腿粗肽液,分別在25、40、55、70、85 ℃水浴2 h后,快速冷卻至室溫,測定其抗氧化能力。
1.3.3.3 pH對粗肽抗氧化活性的影響
2.3 環(huán)境因素 二惡英是一種環(huán)境污染物,主要來源于焚化、再生資源的利用及除草劑和防腐劑等化學(xué)制品的生產(chǎn),它通過擾亂雌激素分泌,免疫毒性,化學(xué)毒性致使DNA 受損、最后造成癌變。CYP1A1在二惡英類化合物的代謝中發(fā)揮著重要的作用,可激活多種致癌物質(zhì),異位子宮內(nèi)膜組織的CYP1A1表達(dá)明顯升高。
韋蘭認(rèn)為,在外部制度環(huán)境和內(nèi)部道德秩序發(fā)生不連續(xù)性時,道德主體將有可能突破規(guī)則和傳統(tǒng),拒絕外在制度的約束,形成道德焦慮。在城市化和逆城市化交互作用的今天,眾多村民要么告別熟悉的家園環(huán)境,背井離鄉(xiāng)去城市尋夢;要么懷揣著尋找機(jī)遇的美好愿望,成為新一代返鄉(xiāng)農(nóng)民工創(chuàng)造商機(jī)。他們面臨陌生的外部環(huán)境、快速流動的人群和變動不居的習(xí)俗規(guī)范,約束人的道德秩序和道德行為也在發(fā)生轉(zhuǎn)變,屬于外部因素的道德觀念和道德標(biāo)準(zhǔn)影響著個體,能夠形成一種新形勢下的道德觀和道德秩序。道德失去了制度環(huán)境的外在效力,也使得他律將以一種全新的面貌得以呈現(xiàn)。
在干腌肉制品中,食鹽的添加是必不可少的。食鹽含量對抗氧化性的影響如圖2所示,在測定的區(qū)間范圍內(nèi),食鹽含量對DPPH自由基和ABTS陽離子自由基清除率影響不是很大,但是當(dāng)食鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于6%時,對兩種自由基的清除效率有所下降,這可能是離子強(qiáng)度影響到氧化反應(yīng)。從圖2-b中可以看出當(dāng)溫度高于60 ℃時,粗肽的抗氧化活性有明顯下降的趨勢。這可能是由于小分子的短肽雖然不能像大分子的蛋白質(zhì)一樣形成三四級結(jié)構(gòu),但是部分仍然具有二級結(jié)構(gòu),而二級結(jié)構(gòu)對于抗氧化活性的保持具有重要作用。溫度太高不僅會破壞多肽的二級結(jié)構(gòu),也會使一部分小肽失活,這樣抗氧化成分就會受到影響,從而造成抗氧化活性的減弱。由圖2-c可知,火腿粗肽液在中性和弱酸的條件下能較好的保持其抗氧化活性,可以將干腌火腿抗氧化肽開發(fā)成中性或者弱酸性產(chǎn)品。但是pH>7之后,肽活性急劇下降,受堿性條件影響較大。一般來說,堿性條件導(dǎo)致金華火腿粗肽液活性下降的因素有多種,可能是由于肽的化學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生消旋[13-14],也可能是氧化反應(yīng)受到pH的影響,堿性條件促進(jìn)其氧化。
參照J(rèn)ING等[11]的方法,取不同年份火腿多肽提取物2 mg,置于KBr壓片上,用FT-IR掃描儀進(jìn)行全波段(400~4 000 cm-1)掃描。剪切酰胺I帶(1 600~1 700 cm-1)的數(shù)據(jù)用Peakfit v4.12軟件進(jìn)行分析,先進(jìn)行基線校正,去卷積后,計算多肽各二級結(jié)構(gòu)含量,用Origin 8.0軟件處理圖形。
1.3.5 抗氧化肽分離鑒定
根據(jù)抗氧化實(shí)驗(yàn)結(jié)果,將1年份的金華火腿粗肽液進(jìn)行分離純化,用凝膠層析色譜(SephadexG-25)進(jìn)行純化[12]。蒸餾水經(jīng)過45 μm濾膜過濾后作為洗脫液,調(diào)節(jié)流速0.5 mL/min,每管收集0.6 mL洗脫液,分別進(jìn)行抗氧化性能測試。
Nano-HPLC-MS/MS分析:將樣品經(jīng)由配備在線鈉噴離子源的LC-MS/MS分析。整套系統(tǒng)為串聯(lián)EASY-nanoLC 1200的Q Exactive Plus質(zhì)譜儀。共上樣5 μL樣品,以60 min的梯度分離樣品,柱流量控制在300 nL/min,柱溫40 ℃,電噴霧電壓2 kV,梯度從2%的B相起始,在47 min以非線性梯度升高到35%,1 min內(nèi)升高到100%,維持12 min。
1.3.6 分子對接
“轉(zhuǎn)發(fā)這條錦鯉,好運(yùn)不斷,心想事成?!?018年,上述表達(dá)在中國社交媒體上掀起數(shù)次狂歡。只要你能在小概率事件中“人品爆發(fā)”,展現(xiàn)超常運(yùn)氣,你就是“錦鯉本鯉”。
1.3.7 數(shù)據(jù)分析與統(tǒng)計處理
準(zhǔn)確配制5份3 mg/mL火腿粗肽液,pH值分別調(diào)節(jié)為3.0、5.0、7.0、9.0、11.0并編號,然后室溫靜置1 h,將各溶液pH值調(diào)至7.0,測定其抗氧化能力。
實(shí)驗(yàn)中用Origin 2018繪圖,分子對接部分采用Pymol 2.3.0進(jìn)行處理,使用Microsoft Excel統(tǒng)計數(shù)據(jù)。
在0~10 mg/mL牛血清白蛋白與吸光度的線性關(guān)系良好,線性標(biāo)準(zhǔn)方程為y=0.052 3x+0.003 1;R2=0.999 3,計算得出1年火腿粗肽、2年火腿粗肽含量分別為1.48、1.13 mg/mL。
由圖1可知,隨著GSH和粗肽濃度的升高,對·OH、ABTS陽離子自由基、DPPH自由基的清除效果均成上升的趨勢,經(jīng)計算1年和2年火腿粗肽液對·OH清除率IC50值分別為7.335、8.717 mg/mL;對ABTS陽離子自由基清除率IC50值分別為2.773、3.528 mg/mL;對DPPH自由基清除率IC50值分別為3.901、6.303 mg/mL。當(dāng)粗肽質(zhì)量濃度為5 mg/mL時,1年和2年火腿粗肽液對·OH的清除效果分別為35.52%、30.02%;對ABTS陽離子自由基的清除效果分別為69.98%、61.98%;對DPPH自由基的清除效果分別為59.24%、45.34%。由此可見加工1年的金華火腿粗肽液的抗氧化能力明顯高于加工2年的。這是由于多肽的抗氧化能力大多與氨基酸組成、分子質(zhì)量大小有著密切聯(lián)系,一般抗氧化肽是由2~20個氨基酸組成,研究發(fā)現(xiàn)肽的分子質(zhì)量越小,就越容易被人的腸道吸收,更容易穿過腸道發(fā)揮抗氧化活性。但是加工的時間越久,小分子的肽會逐漸降解成游離氨基酸,所以2年火腿的抗氧化能力要略低于一年份火腿的抗氧化能力。
a-·OH清除率;b-ABTS陽離子自由基清除率;c-DPPH自由基清除率
1.3.4 傅里葉紅外光譜(Fourier transform infrared spectroscopy,FT-IR)分析
本研究已獲本院醫(yī)學(xué)倫理委員會批準(zhǔn),并與患者家屬簽署知情同意書。選擇2017年1-9月于山東省青島市市立醫(yī)院擇期全麻下行全髖置換術(shù)老年患者60例,年齡65~75歲,體重50~80 kg,ASA分級Ⅰ~Ⅱ級。排除標(biāo)準(zhǔn):(1)術(shù)前長期失眠、精神分裂、抑郁癥或認(rèn)知功能障礙者;(2)近期接觸酒精、精神類或麻醉藥物史;(3)既往患有腦血管疾病或肝腎功能異常;(4)術(shù)前電解質(zhì)酸堿平衡紊亂。采用隨機(jī)數(shù)字表法,將患者隨機(jī)分為對照組(C組)和褪黑素組(M組),每組30例。兩組患者性別構(gòu)成、年齡、體重等均無明顯差別(P>0.05)。見表1。
a-NaCl對抗氧化活性的影響;b-溫度對抗氧化活性的影響;c-pH對抗氧化活性的影響
圖3 不同年份的多肽提取物紅外光譜圖Fig.3 Infrared spectra of peptide extracts in different years
2.5.1 粗肽的分離鑒定
凝膠過濾色譜純化法是一種比較常見的純化多肽的方法,操作簡單,回收方便。主要是根據(jù)待分離組分的分子質(zhì)量或者分子的形狀進(jìn)行分離,大的蛋白分子不能進(jìn)入凝膠顆粒,從而先被洗脫,小分子進(jìn)入凝膠顆粒,但是在凝膠中的保留時間也不一樣,進(jìn)而分離出分子質(zhì)量不同的多肽。由表1可知,火腿粗肽經(jīng)由SephadexG-25分離后得到了5個組分,其中組分B抗氧化性能最好。
表1 不同組分的抗氧化能力 單位:%
收集組分B,經(jīng)過Nano LC-MS/MS共鑒定出1 276條不同的肽段,大部分肽段來自于參與各種類型細(xì)胞運(yùn)動的肌動蛋白。通過與數(shù)據(jù)庫比對,挑選得分>97且豐度最多的前31條肽進(jìn)行研究。通過研究發(fā)現(xiàn),表2中的小分子多肽以較高的豐度被檢測到[16],并且被de novo檢測認(rèn)為可信,通過與MS譜圖數(shù)據(jù)庫對比是一些全新肽段,得分>97的。由質(zhì)譜結(jié)合軟件分析粗肽的氨基酸序列[17],得到活性高的氨基酸序列分別為:DHDGPDHW、FPPDVGD、PFGDTH。
3、專家咨詢費(fèi)管理的標(biāo)準(zhǔn)。專家咨詢費(fèi)是指臨時受聘的專家所取得的費(fèi)用,其標(biāo)準(zhǔn)按國家有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。專家咨詢費(fèi)在實(shí)際中爭議較少,主要是專家咨詢費(fèi)的標(biāo)準(zhǔn)普遍不明確,存在較大隨意性。同時,存在以虛構(gòu)人員名單等方式虛報冒領(lǐng)或者套取專家咨詢費(fèi)的情況。
表2 鑒定到的小分子多肽Table 2 Identified small molecule polypeptides
2.5.2 合成肽的抗氧化活性分析
為了驗(yàn)證鑒定的肽活性,按照肽的序列進(jìn)行人工合成,并測定了合成肽段的抗氧化活性[18],結(jié)果如圖4所示,所合成的3條肽段對3種自由基都有清除效果。其中,清除DPPH自由基和ABTS陽離子自由基活性最強(qiáng)的肽段為FPPDVGD,分別為82.34%和84.22%。·OH清除能力最好的肽段則是DHDGPDHW??寡趸幕钚缘膹?qiáng)弱通常與氨基酸組成和分子質(zhì)量大小有關(guān)。大量研究表明,肽段分子質(zhì)量在500~1 800 Da具有比較好的抗氧化活性[19],其中所含的氨基酸排序和種類也可以提升肽段的抗氧化活性,如果肽段中含有一個或幾個疏水性氨基酸,則會很大程度上增強(qiáng)肽段的抗氧化活性[20]。在經(jīng)過鑒定序列的3條肽段中,都存在這樣的疏水性氨基酸,這可能是其具有抗氧化活性的原因之一。
要因地制宜,嫁接本地資源稟賦。廣袤農(nóng)村,自然條件、資源稟賦、經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)等不同,解決方案各異。學(xué)習(xí)典型,絕不能簡單復(fù)制粘貼,流于表面。如果機(jī)械照搬,會導(dǎo)致水土不服。比如財力吃緊的地區(qū)可通過多元化渠道籌措資金,投工投勞,補(bǔ)上資金缺口。再如人才不足的地區(qū),可主動尋求與高等院校合作,借力“外腦”發(fā)揮人才支撐作用。典型經(jīng)驗(yàn)不是萬能鑰匙,應(yīng)立足實(shí)際,一把鑰匙開一把鎖。
圖4 合成肽的抗氧化性能圖Fig.4 Antioxidant performance of synthetic peptides
對接結(jié)果如圖5所示,生物體內(nèi)的抗氧化能力多為具有抗氧化能力的小分子化合物與SOD結(jié)合后發(fā)揮作用,為明確活性肽的抗氧化能力,采用分子對接的方法,將SOD分別與DHDGPDHW、FPPDVGD、PFGDTH進(jìn)行分子對接。
a-DHDGPDHW;b-FPPDVGD;c-PFGDTH
DHDGPDHW與SOD的Gln147、Ser75、Asn188形成氫鍵,氫鍵的長度分別為2.93、3.17、2.94 ?;與Cys196、Ile153、Ile72、His71、Ile76、Pro5、Glu191、Ala195、Arg192具有疏水作用,結(jié)合能為-6.3 kcal/mol。FPPDVGD與SOD的Gly148、Arg192形成氫鍵,氫鍵的長度分別為3.13、2.89、3.14、2.92 ?;與Trp78、Pro8、Ser75、Ile76、Ile72、Gln147、Pro154、Ile153、Ala195、Pro5、Thr79具有疏水作用,結(jié)合能為-6.6 kcal/mol。PFGDTH與SOD的His30、His163形成氫鍵,氫鍵的長度分別為2.98、3.03、3.03、3.47、3.10 ?;與Lys29、Leu25、Glu162、Tyr34、Ala33、Phe66具有疏水作用,結(jié)合能為-6.2 kcal/mol。由此可見,FPPDVGD與SOD的預(yù)測結(jié)合能最強(qiáng),猜測FPPDVGD與SOD結(jié)合能發(fā)揮其抗氧化能力,這也表明抗氧化肽的強(qiáng)抗氧化活性不僅與分子質(zhì)量和組成其的氨基酸有關(guān),也可能是肽鏈自身內(nèi)部氨基酸間或者是兩條肽鏈間的相互作用組成了某個抗氧化位點(diǎn)[21]。
本實(shí)驗(yàn)通過測定金華火腿粗肽液的抗氧化能力,對抗氧化肽的抗氧化穩(wěn)定性進(jìn)行分析,結(jié)果表明在60 ℃,6% NaCl,pH值為7條件下,多肽的抗氧化能力最好。利用凝膠層析色譜對粗肽液進(jìn)行分離提純,經(jīng)過nano-HPLC-MS/MS質(zhì)譜鑒定,得到氨基酸序列分別為:DHDGPDHW、FPPDVGD、PFGDTH。對肽的序列進(jìn)行合成,測試合成肽的抗氧化性,對選取的3條肽段與SOD進(jìn)行分子對接,表明抗氧化肽的強(qiáng)抗氧化活性不僅僅與組成的氨基酸和分子質(zhì)量有關(guān),也可能是肽段酰胺鍵之間相互作用形成某種抗氧化位點(diǎn),共同作用下,增強(qiáng)了對自由基的清除作用。同時,本研究也表明干腌金華火腿產(chǎn)品含有豐富的抗氧化性的活性肽,對人類健康有益,并對活性肽的抗氧化性機(jī)制作出一定的解釋,也為干腌制品的開發(fā)研究提供了一定的理論依據(jù)。