哈尔滨商业大学张娜教授团队重要成果:黑大豆蛋白水解物的结构、抗氧化活性和神经保护作用

学术   2024-11-05 07:48   浙江  

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黑大豆蛋白水解物的结构、抗氧化活性和神经保护作用

导  读

2024年9月,哈尔滨商业大学张娜教授团队在国际食品Top期刊《Food Chemistry》(Q1,IF: 8.5)发表题为“Structure, antioxidant activity, and neuroprotective effect of black soybean (Glycine max (L.) merr.) protein hydrolysates”的研究性论文。哈尔滨商业大学博士研究生李璐璐、副教授杨杨为共同第一作者,通讯作者为哈尔滨商业大学食品工程学院张娜教授

采用5种不同的酶对黑大豆蛋白(BSP)进行酶解,阐明这些酶对所得水解产物的结构和生物活性的影响。酶处理改变了BSP的二级和三级结构,使其粒径、α-螺旋和β-折叠减少。其中碱性蛋白酶水解液的水解度最高,Zeta电位最小,颗粒最小,分子量最小。计算机模拟结果显示,碱性蛋白酶水解物具有最强的抗氧化潜力。通过DPPH、ABTS、Fe2+螯合能力和·OH中的最低IC50进一步验证了该结论。此外,细胞抗氧化实验表明,碱性蛋白酶水解物对H2O2诱导的PC12细胞具有最强的细胞保护作用。这些结果表明碱性蛋白酶制备的BSPEH具有潜在的营养、保健和食品工业的生物活性成分。


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研究亮点

  • 黑大豆蛋白 (BSP) 被 5 种蛋白酶水解;

  • 计算机筛选可确定 BSP 抗氧化肽的最佳酶;

  • 酶水解显着改变了 BSP 的二级和三级结构;

  • 碱性蛋白酶水解物显示出最高的抗氧化和神经保护作用。

  • 蜘蛛网图显示碱性蛋白酶水解物的生物活性优于 GSH。


研究结论

  • 选择合适的蛋白酶可以对它们的水解产物的所得生物活性有显著影响。通过计算机虚拟筛选鉴定了具有强抗氧化活性的蛋白酶,然后通过体外实验验证了它们的活性。此外,还评估了由各种蛋白酶产生的酶解物的结构和神经保护作用。结果表明,酶解显著改变了BSP的理化性质,导致BSP的氨基酸组成、分子量分布以及二级和三级结构发生了明显变化。通过蛛网图分析,发现碱性蛋白酶水解产物的生物学活性最高。这与碱性蛋白酶水解产物的水解度最高、粒径最小、分子量最小、Zeta电位和NCAAs、AAAs、HAAs含量最高有关。这些结果表明,BSPEH作为食品中的生物活性成分和神经退行性疾病的治疗剂具有很大的潜力。进一步的研究需要阐明BSPHE的神经保护特性的特异性活性肽和分子机制。


图文赏析

图1(A) BSPEH的DH值。(B) BSPEH的MWD;

图2 BSP和BSPEHs的结构表征 (A) FTIR spectra. (B) Intrinsic fluorescence spectra. (C) UV spectroscopy

图3 BSPEHs的化学抗氧化活性。(A)DPPH自由基清除活性;(B):ABTS自由基清除活性;(C):羟自由基清除活性;(D):金属离子螯合活性;

图4(A) BSPEHs的7轴蛛网图。(B) BSPEHs的DH、MWD、AA组成、结构和生物活性之间的Pearson相关系数(r)分析。红色=正相关,蓝色=负相关。颜色的强度表示相关性的大小。

张 娜

张 娜,哈尔滨商业大学教授,食品工程学院院长,博士研究生导师,美国威斯康星大学访问学者,黑龙江省政府特殊津贴专家,黑龙江省高层次人才,黑龙江省领军人才梯队后备带头人,中国食品科学技术学会理事、青年工作委员会副主任,全谷物分会秘书长,中国粮油学会理事,中国粮食行业协会大米分会理事,黑龙江省稻米精深加工产业技术研究院负责人;黑龙江省食品科学技术学会副理事长兼秘书长;黑龙江省粮油学会副理事长,国内外多家学术期刊编委、审稿专家。

主要从事谷物化学及粮食高值化利用研究。先后承担国家省部级等项目25项;参与完成国家、省级项目22项。先后获省科技进步奖二等奖等科技奖励11项,累计发表SCI收录100余篇。发明专利授权10余件。主编、副主编《食品安全与卫生》、《现代食品分离技术》等著作8部。获中国科协全民科学素质工作先进个人,中国食品科学技术学会杰出青年奖,省委教育工委优秀共产党员、省优秀科技工作者,黑龙江省青年科技奖等荣誉称号。

李璐璐

李璐璐,哈尔滨商业大学食品工程学院2022级博士研究生,研究方向为蛋白高值化利用。以第一作者在Trends in Food Science & Technology, Food Chemistry和Frontiers in Nutrition等国际期刊发表SCI论文4篇。

原文链接

https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2024.141390

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