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编辑：缪伊雯/ 主编：张大川、蒋羽鸽/ 学术顾问：寇兴然
中南林业科技大学付湘晋课题组构建鲜味肽筛选新模型“Umami-MD”
Food Chemistry-X（Q1，IF: 6.5）
●2024年11月，中南林业科技大学付湘晋教授课题组在国际食品Top期刊Food Chemistry-X（Q1，IF: 6.5）在线发表题为“Efficient Screening and Discovery of Umami Peptides in Douchi Enhanced by Molecular Dynamics Simulations”的研究性论文，郭薇丹博士为该文第一作者，付湘晋教授、龙肇讲师为该文的通讯作者。
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成果介绍
背景及研究目的：
豆豉起源于中国，是东亚和东南亚地区的传统发酵食品之一，鲜味、甜味、咸味组成了豆豉的主要滋味特征，其中鲜味是豆豉的主要呈味特性。在课题组的前期研究中，发现鲜味肽是豆豉风味的重要组成成分。现有的鲜味肽筛选模型主要基于静态分析方法所构建的数据集，但这种方法在某些情况下可能准确性不足。本研究采用分子动力学模拟等动力学分析工具构建鲜味肽筛选模型，旨在提高预测的准确性和可靠性。
本研究比较了鲜味肽与受体结合(T1R1/T1R3)和非鲜味肽与受体结合(T1R1/T1R3)的分子结构，统计总结了其结构变化规律。基于分子动力学模拟(MD)数据构建了鲜味肽的偏最小二乘判别分析(PLS-DA)判别模型(R²: 0.949，Q²: 0.558)。利用该新模型和生物信息学筛选方法，在豆豉中鉴定到5个新的鲜味肽段( EALEATAQ、SPPTEE、SEEG、KEE和FEE），鲜味阈值分别为0.139、0.085、0.096、0.060和0.079 mg/m L。分子对接结果显示，T1R1的ASN150残基以及T1R3的SER170、GLU301和GLN389残基可能是鲜味肽与T1R1/T1R3结合的关键氨基酸残基。分子动力学模拟发现，鲜味肽-T1R1/T1R3和非鲜味肽-T1R1/T1R3两个复杂体系的均方根波动(RMSF)值存在显著差异。新构建的鲜味肽判别模型可以提高鲜味肽筛选的准确性，增强发现新鲜味肽的效率。
创新点：
1、建立了一种新的鲜味肽判别模型。
2、鉴定出5条新的鲜味肽序列( EALEATAQ、SPPTEE、SEEG、KEE、FEE)。
3、研究发现T1R1的ASN150和T1R3的SER170、GLU301、GLN389位点可能是与鲜味肽结合的关键氨基酸残基。
4、鉴定了T1R1/T1R3与鲜味肽和非鲜味肽结合的结构差异。
图1 图形摘要
图2 豆豉鲜味肽快速筛选与分析的流程图
图3通过 DModXPS +对豆豉中的鲜味肽的鉴定和验证
权重低于DCrit ( 0.05 )线表示鲜味，显示为红色；权重高于DCrit ( 0.05 )线表示非鲜味，用蓝色表示
以上研究成果受国家十四五重点研发计划项目（2022YFD2101303）和“克明食品”研究生科技创新项目( 2023KMCX03 )资助支持。多肽组学分析由百趣生物技术有限公司(上海，中国)协助。电子舌分析由克明面业股份有限公司(中国长沙)协助完成。
参考文献
https://doi.org/10.1016/j.fochx.2024.101940
专家/团队介绍
付湘晋：中南林业科技大学食品科学与工程学院副院长，湖南省调味料绿色制造工程技术研究中心主任，湖南省高等学校中青年骨干教师，《食品工业科技》青年编委会主任委员，《肉类研究》编委，国家稻米精深加工产业技术创新战略联盟副秘书长，科技部重点领域创新团队（大米深加工）核心成员，湖南省优秀硕士学位论文指导教师。主要从事水产品深加工、粮油深加工、食品风味化学研究。主持国家自然科学基金、国家重点研发计划子课题、省重点研发计划、省自然科学基金等项目11项。已发表论文100余篇，授权发明专利26件，获湖南省技术发明二等奖1项，中国专业学位案例库收录案例1个，指导学生获国家级学科竞赛获一等奖6项。
龙肇：女，中南林业科技大学食品科学与工程学院食品科学与工程系副主任、食品科学与工程系党支部书记、稻谷及副产物深加工国家工程研究中心主要成员。主要从事蛋白质/多糖交互作用、食品乳浊体系稳定性和食品风味化学等研究。主持或参与国家重点研发计划、国家自然科学基金、省自然科学基金等项目6项。先后在Food Chemistry、Food Hydrocolloid、Food Research International等国际期刊上发表SCI论文10余篇。
郭薇丹：中南林业科技大学食品科学与工程专业2021级博士生。曾获“国家奖学金”2次、获“湖南省2021届优秀毕业生”、“湖南省普通高校优秀大学生党员”等多项荣誉。主要研究方向为多组学技术在发酵食品风味、水产品、大米加工贮藏与油脂抗氧化方面的应用研究。擅长跨学科融合，将深度学习等人工智能技术应用于食品领域研究中，曾获“湖南省高校第四届研究生数学建模竞赛”一等奖。主持“克明食品”研究生科技创新项目1项，参与国家自然科学基金、国家重点研发计划等多项国家级省级科研项目。以第一作者/通讯作者在Food Chemistry、食品科学等期刊发表论文11篇，其中SCI（均为JCR 1 区）论文6篇。申请国家发明专利4项（两项已授权）。担任Food Chemistry等TOP期刊审稿人。积极参与学术交流，曾在食品科学与人类健康国际研讨会等重要会议上进行学术汇报。
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