浙江万里学院宁海海洋生物种业研究院的Dai Wenfang等在Food Research International（189卷）上发表了《Insights into the identification of bitter peptides from Jinhua ham and its taste mechanism by molecular docking and transcriptomics analysis》（通讯作者：周昌瑜）。
背 景
在干腌火腿的发酵成熟过程中，由于蛋白酶的活性，会产生大量具有不同结构的肽。苦味肽与苦味受体的结合是苦味信号转导的先决条件，苦味信号转导是复杂的，并通过多种途径介导。因此，本研究旨在通过LC-MS/MS鉴定导致干腌火腿品质缺陷的苦味肽，然后通过分子对接和分子动力学模拟表征苦味肽与受体蛋白的相互作用。此外，利用HEK-293T细胞模型，通过钙成像和转录组学分析研究了苦味肽的信号转导机制。
摘 要
为鉴定导致苦味缺陷的肽，了解干腌火腿苦味的机制，采用LC-MS/MS对多肽进行鉴定，并通过分子对接和分子动力学模拟对苦肽与受体蛋白的相互作用进行评价；采用HEK-293T细胞模型，通过钙成像和转录组学分析研究了苦味肽的信号转导机制。LC-MS/MS结果显示，从缺陷火腿的高苦味组分中鉴定出11种肽；与其他肽相比，来源于肌联蛋白的肽PKAPPAK、VTDTTR和YIIEK的苦味值最高。分子对接结果表明，与hT2R1、hT2R4、hT2R5、hT2R8和hT2R14受体相比，这些肽与hT2R16的相互作用具有较低的CDOCKER能量，并且通过疏水作用和氢键稳定了hT2R16与肽的相互作用。VTDTTR的平均RMSF值高于YIIEK和PKAPPAK，而VTDTTR的EC值低于PKAPPAK和YIIEK。转录组学分析显示，在VTDTTR刺激过程中，HEK-293T细胞中鉴定出529个差异表达基因，主要富集为神经活性配体-受体相互作用、MAPK通路、cAMP通路和钙信号通路，主要负责VTDTTR苦信号转导。这些结果可为理解干腌火腿的苦味缺陷和苦味肽的味觉机制提供依据。
研 究 成 果
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图 1. 肽的苦味评分变化。a~e表示肽的苦味评分存在显著差异（P < 0.05）。
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图2. 人类苦味受体（hT2R1、hT2R4、hT2R5、hT2R8、hT2R14、hT2R16）的进化树和同源模型。
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图3. hT2R16受体的同源模建，以及苦味肽分子对接的2D和3D图。
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图4. 均方根偏差（RMSD）值和均方根偏差（RMSF）值的变化。
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图 5. 带有hT2R16受体的HEK-293T细胞在苦味肽刺激下的存活率变化。a-f 表示 PKAPPAK、VTDTTR 和 YIIEK 处理之间存在显著差异（P < 0.05）。
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图6. 苦味肽的钙离子图像和EC50值的变化。
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图7. 差异表达基因的生物学过程和分子功能。
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图8. 富集差异表达基因的KEGG通路。
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图 9. 候选差异表达基因的实时荧光定量PCR结果。a-b表示hT2R16组和hT2R16-VTDTTR组之间存在显著差异（P < 0.05）。
结 论
本研究表明PKAPPAK、VTDTTR和YIIEK的积累是导致缺陷火腿苦味过重的主要原因。分子对接和分子动力学模拟表明，PKAPPAK、VTDTTR和YIIEK主要激活了hT2R16的受体，疏水相互作用和氢键在这些肽与hT2R16的相互作用中发挥了作用。HEK-293T-hT2R16细胞对多肽VTDTTR的刺激更为敏感，与PKAPPAK和YIIEK多肽相比，VTDTTR的EC50值最低。转录组学分析进一步表明，神经活性配体-受体相互作用、MAPK和cAMP信号通路以及钙信号通路主要参与了hT2R16受体的HEK-293T细胞对VTDTTR的感知和苦味信号转导。
原文链接
Dai, W. F., Xiang, A. Y., Pan, D. D., Xia, Q., Sun, Y. Y., Wang, Y., Wang, W., Cao, J. X., & Zhou, C. Y. (2024). Insights into the identification of bitter peptides from Jinhua ham and its taste mechanism by molecular docking and transcriptomics analysis. Food Research International, 189, 114534.
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文字：杨子江
校编：丁 希
排版：董梓桐
审核：李春保
