海蜇来源的ACE抑制肽的分离鉴定、抑制机制及三维构效关系研究

Angiotensin converting enzyme (ACE) has been known to be primarily responsible for hypertension. Therefore, obtaining the ACE inhibitor is an effective approach to against hypertension. However, synthetic ACE inhibitors always have side effect, which makes it necessary to explore natural ACE inhibitor. In this project, we plan to obtain some different ACE inhibitory peptides from the protein hydrolysate of Rhopilema esculentum, and identify the sequences of those peptides. Based on the structures of peptides and ACE, molecular docking and molecular dynamics will be performed on ACE-peptide complex and explore the inhibition mechanism of ACE inhibitory peptides. Afterwards, a peptide structure database containing a large number of peptides will be constructed. Further 3D-QSAR (CoMFA and CoMSIA) analysis on these peptides can provide valuable information for the important determinants on inhibition activity and design of new ACE inhibitors possess higher inhibition activity. Our project can provide new ACE inhibitory peptides, and gain a deep understanding on the structure-activity relationship and inhibition mechanism of ACE inhibitory peptides.

血管紧张素转化酶(ACE)是引发人体血压升高的关键酶。获取具有抑制ACE活性的小分子是降低血压的有效途径。然而，人工合成的ACE抑制剂在临床上具有诸多不良反应，因此开发天然来源的ACE抑制剂具有重要意义。本研究拟从海蜇蛋白酶解产物中分离纯化到高活性的ACE抑制肽，并对其序列进行鉴定。在此基础上，利用分子对接和分子动力学模拟对ACE抑制肽与ACE的相互作用进行研究，从而阐明海蜇来源的ACE抑制肽的作用机制。随后，结合前人已报道的ACE抑制肽共同构建多肽结构数据库，利用比较分子场(CoMFA)和比较分子相似性指数分析法(CoMSIA)对抑制肽的三维构效关系进行分析，寻找影响抑制活性的主要因素，并用于指导天然抑制肽的修饰，获得抑制活性更高的ACE多肽类抑制剂。本研究的顺利进行将提供更多种类的肽类ACE抑制剂，并促进对肽类ACE抑制剂的结构-功能关系和催化机理的理解。

血管紧张素转化酶(ACE)是引发人体血压升高的关键酶。获取具有抑制ACE活性的小分子物质是缓解高血压的有效途径。由于人工合成的ACE抑制剂在临床应用中具有诸多不良反应，因此寻找天然来源的ACE抑制剂具有重要的现实意义。本研究采用食品生物技术，现代色谱技术，对海蜇中的ACE抑制肽进行制备分离鉴定。在确定氨基酸序列的基础上，对ACE抑制肽的作用机制和构效关系进行了研究。.本研究以体外ACE抑制活性为导向，考察了6种商业蛋白酶对海蜇的水解效果。采用响应面分析法优化海蜇的酶解工艺，确定了以海产品水解专用酶为水解用酶，酶解时间为3.90 h, 酶解温度为58oC，酶与底物比为2.8%，酶解pH为7.60。按照该条件制备的海蜇蛋白酶解产物的体外ACE抑制率达到32.21%，水解度达到30.25%。采用氨基酸分析法和高效液凝胶色谱法对海蜇蛋白酶解产物的氨基酸组成和分子量分布范围进行分析，发现该产物中含有较多寡肽，分子量在200 u至1500 u的部分相对含量为79.21%。采用凝胶柱色谱法和高效液相色谱分离技术，分离纯化了11个ACE抑制肽，并对其体外ACE抑制活性进行了测定。.在确定氨基酸序列的基础上，采用计算机分子柔性对接技术对其中的5个ACE抑制肽进行分子作用机制的模拟研究，发现ACE抑制肽与ACE主要通过氢键、疏水作用和配位键相互作用，主要的作用位点在ACE 353位的组氨酸、354位的丙氨酸、281位的谷氨酰胺、511位的赖氨酸和520位酪氨酸，并确定了相互作用的结合能。结合前期文献报道的ACE抑制肽，采用sybyl6.91软件，进行了比较分子力场分析法(CoMFA)和比较分子相似性指数分析法(CoMSIA)分析，发现ACE抑制肽与ACE结合会受到立体场、静电场、疏水场、氢键供体场和氢键受体场多重因素的影响，其中静电场和氢键供体场对活性影响较大。.本研究通过对海蜇来源的ACE抑制肽的分离鉴定、作用机制及三维构效关系的研究，在一定程度上阐释了海蜇降血压的药效物质基础，对海蜇资源的利用及天然ACE抑制剂结构修饰具有借鉴意义。