基于调控小肠碳水化合物消化吸收途径的蚕蛹蛋白源肽降血糖分子机制研究

Some studies have found the natural plant and animal protein hydrolyzates peptides with hypoglycemic function. Silkworm Pupa as a new source of medicinal and edible protein, its hypoglycemic effect has been found. But, the regulation molecular mechanisms is still not clear. The project aims to research the effects of silkworm pupa protein peptide on key enzymes of carbohydrate digestion and absorbtion and the glucose transporters in Caco-2 cell model. The main research points are the effect of silkworm pupa protein peptides on α-glucosidase activity and mRNA expression, and the dynamic mechanisms of these α-glucosidase inhibitory peptides acting on receptor target under certain conditions; the effects of silkworm pupa protein peptides on Na +-K+-ATPase activity and their micro molecular mechanism; and the effects of silkworm pupa protein peptides on expression of Na+-K+-ATPase，SGLT1 and GLUT2 mRNA. The further verification of the action mechanism in vivo was taken by hyperglycemia rats. The results will help to understand the molecular mechanism of pupa protein peptide on the regulation of blood glucose, and promote the high-value, comprehensive utilize for pupa protein.

已有研究发现天然动植物蛋白水解物中具有降血糖功能的多肽类物质。蚕蛹是一种新型药食两用蛋白源，申请者前期研究证实蚕蛹蛋白源肽具有降血糖功能，但其降血糖的分子机制尚不十分明确。本项目拟以Caco-2 细胞模型，研究蚕蛹蛋白源肽组分对小肠中碳水化合物消化吸收的关键酶以及葡萄糖转运蛋白的影响及分子机制。主要研究其对α-葡萄糖苷酶活性及mRNA表达的影响，以及蚕蛹蛋白源α-葡萄糖苷酶抑制肽与受体靶点在特定条件下的动态分子作用机制；蚕蛹蛋白源肽组分对小肠葡萄糖转运关键酶Na+-K+-ATPase 活性的影响及其微观分子作用机制，以及对Na+-K+-ATPase、葡萄糖转运蛋白SGLT1和 GLUT2 mRNA表达的影响。并通过高血糖模型大鼠，对其在生物体内的作用机制进一步验证。研究结果将有助于理解蚕蛹蛋白肽调控机体血糖的分子机制，对促进蚕蛹蛋白高值化、综合化利用具有重要意义。

天然动植物蛋白水解液中的多肽具有多种生理活性功能，蚕蛹富含丰富的蛋白质，有研究发现蚕蛹蛋白源肽具有降血糖功能，但其降血糖的分子机制尚不明确。本项目开展了蚕蛹蛋白源肽组分对小肠中碳水化合物消化吸收关键酶及葡萄糖转运蛋白的影响机制研究。研究结果如下：优化了蚕蛹蛋白源α-葡萄糖苷酶抑制肽的制备方法，分离得到了一系列具有较高α-葡萄糖苷酶抑制活性的肽序列QD、SD、ST、DI、SPF、CGP、LPEG，通过分子对接的方式，发现这些活性肽与α-葡萄糖苷酶活性口袋氨基酸残基均具有明显的作用力存在，在此基础上，建立QSAR模型，预测获得了4个高活性α-葡萄糖苷酶抑制肽（QPGR、SQSPA、QPPT、NSPR），根据4个肽与活性位点对接发现，受体活性中心里的Lys776可能是俘获α-葡萄糖苷酶抑制肽的关键目标氨基酸。通过Caco-2 细胞模型和高血糖模型鼠实验，明确了蚕蛹蛋白源肽可通过抑制机体中α-葡萄糖苷酶、Na+-k+-ATPase、GLUT2和SGLT1 mRNA的表达，降低α-葡萄糖苷酶和Na+-k+-ATPase 活性，进而延缓小肠中碳水化合物的消化吸收，降低血糖，改善机体并发症，达到对糖尿病的治疗作用。本研究结果将有助于理解蚕蛹蛋白肽调控机体血糖的分子机制，对促进蚕蛹蛋白高值化、综合化利用具有重要意义。