葡甘聚糖片段-环二肽协同降胆固醇作用及其构效关系研究

Taking glucomannan fragments and cyclic dipeptide as the research objects, the oligosaccharides-peptide complexes were prepared in the electric field. The hypocholesterolemic mechanism and structure-activity relationships were investigated on them. The glucomannan fragments and cyclic dipeptide formed the small molecular complexes by high intensity pulsed electric field, and then the various components of products were separated and purified by the ionic exchange and preparative liquid chromatography. The hypocholesterolemic activity screening in vitro were performed to confirm the diversity of different complexes and to choose the complexes with high activity by the methods in our prophase research. The hypocholesterolemic effects and mechanism of the complexes were compared to the glucomannan fragments and cyclic dipeptide. Finally, the complexes were characterized by IR, NMR and MS analysis. Furthermore, armed with molecular simulation technology, we try to investigate the mode and sites of intermolecular action affecting on the hypocholesterolemic activity and then find out the structure-activity relationships. This study aims to reveal the interaction mode and primary site of non-covalent bond of complexes and the influence mechanism on hypocholesterolemic activity. These results would provide theoretical basis for functional food development of konjac glucomannan. At the same time, it is of important theoretical value for oligosaccharides-peptide complexes to relationships of the conformation complexes stability and biological activity.

本项目以葡甘聚糖片段和环二肽为原料，在电场作用下制备小分子糖肽复合物，研究复合物降胆固醇的作用机理并探索其构效关系。葡甘聚糖片段与环二肽在高压脉冲电场作用下制备小分子糖肽复合物；通过离子交换、制备液相色谱等现代纯化技术对复合物进行分离纯化得到不同的稳定组分；利用前期研究建立的降胆固醇成分筛选平台对不同组分进行活性筛选，确定不同糖肽复合物降胆固醇活性的差异，筛选出高活性的糖肽复合物；对比分析葡甘聚糖片段、环二肽及不同糖肽复合物降胆固醇活性和作用机理；最后利用红外、核磁共振、质谱等光谱分析技术对筛选出的糖肽复合物进行结构表征，结合分子模拟技术研究糖肽分子间相互作用方式、位点对其功能的影响机制，揭示构效关系。项目实施有望深入揭示小分子糖肽复合物中非共价键的相互作用方式、位点及其对降胆固醇活性的影响机制。在研究糖肽复合物构象稳定性与生物活性相关性方面具有重要的理论价值。

研究食品组分之间的相互作用规律对其结构特性、营养特性和生物活性的影响，对提高食品质量、改善加工工艺和指导新产品的研发有巨大的推动作用。小分子寡糖、环肽保留了原来高分子的部分性质，而且具有一些特殊的低分子性能，对小分子糖肽复合物研究在国内外仍是空白。项目主要研究在基于高压脉冲电场强化制备KGM片段-cFP糖肽复合物研究、小分子糖肽复合物分离纯化与结构鉴定和小分子糖肽复合物降血脂活性与构效关系及其降胆固醇分子机理研究等三个方面。项目执行期间取得以下结果：1) 初步建立系统的糖肽复合物相互作用模式中复合物的制备及分析方法，为食品中糖-肽复合物研究奠定基础；2) 分离纯化得到小分子糖肽（cP-YG）化合物单体，并通过现代色谱和波普技术确定其结构；3)小分子KGM-cFP 糖肽复合物中受体和小分子配体通过氢键、静电疏水相互作用紧密结合，与HMG-CoA合成酶的结合位点为Asp690、ALA751、SER565、GLU559、ARG590、LYS691，初步揭示小分子糖肽复合物结合力作用方式、位点及其对降胆固醇活性影响的规律；4) 不同剂量的cP-YG能显著上调脂质代谢关键受体蛋白LDLR和ABCA1的表达并呈现浓度依赖性，同时显著下调FAS和SREBP1表达呈现浓度依赖性。项目研究结果对挖掘小分子KGM-cFP 糖肽复合物协同作用潜能并揭示其降胆固醇协同作用机理具有重要意义，同时为新型功能性食品开发提供参考。