食品加工过程中肽-晚期糖基化终末产物复合物的生成及其机理研究

Dietary advanced glycation end products (AGEs) have paid more and more attention since their relationship with many diseases have been proved. By now, researches have been focused on the free amino acids which amount is low compared to the amount of peptide and proteins, glycated with sugars. Moreover, there are little reports on the absorption of dietary AGEs. In this project, a food model composed of peptide and sugars is built up to investigate the formation rules of peptide-AGEs under different processing conditions. The technique of carbon module labelling is employed to identify transient intermediates and formation pathway. The mechanism of the formation of protein-AGEs is discussed. The reaction specificity of peptide of glycation with sugars is demonstrated by measuring the peptide-AGEs formation amount and formation rate. Further, the absorption of peptide-AGEs in small intestine is studied and the absorption mechanism was proposed. The relationship of peptide composition, peptide-AGEs structure and their absorption is setup. Well understanding the potential hazard of dietary AGEs will supply significant and important reference on food safety management and relevant regulation constitution .

食源性晚期糖基化终末产物（AGEs）的潜在危害性越来越受到关注，但是目前的研究工作多局限于研究游离氨基酸与糖的反应过程，事实上食品中游离氨基酸含量远低于肽和蛋白的含量，此外研究并未考虑食源性AGEs的吸收利用问题。有鉴于此，本项目以短肽与糖所构建的模拟食品体系为研究对象，系统地考察不同食品加工条件下短肽-AGEs的生成规律，采用碳标记技术跟踪分析短肽-AGEs的生成途径，提示短肽-AGEs的生成机理。通过研究短肽组成对模拟食品体系中短肽-AGEs生成量及生成速率的影响，阐明短肽与糖反应的选择性反应机制。进一步研究了短肽-AGEs的小肠吸收利用情况及吸收机制，建立了短肽组成-短肽-AGEs结构与小肠吸收利用的关联。本项目将获得对食源性AGEs的潜在危害深入地了解，其研究成果对我国食品安全及法规的制订提供有价值的参考。

食品加工过程美拉德反应产物晚期糖化终末产物（AGEs）对人体健康的危害性越来越受关注。但是，目前的研究工作多局限于研究游离氨基酸与糖的反应过程，事实上食品中游离氨基酸含量远低于肽和蛋白的含量，此外研究并未考虑食源性AGEs的吸收利用问题。本项目系统地考察不同食品加工条件下以及不同种类短肽与糖构成的模拟食品体系中短肽-吡咯素生成规律，发现，二肽-吡咯素的生成速率快于三肽-吡咯素。通过分析短肽结构特性相关的物理化学性质参数与短肽-吡咯素生成量的相关性，发现短肽-吡咯素生成与侧链体积、分子体积和定域电子效应呈正相关关系，而与电离常数呈负相关关系，获得短肽组成与结构不同对短肽-AGEs生成量的影响规律。建立了短肽-AGEs的多响应生成动力学修正模型，明确了不同原料初始摩尔比下短肽-AGEs生成的途径，在等摩尔体系、糖过量体系和肽过量体系均存在由葡萄糖向果糖转化的异构化反应，但不存在葡萄糖向甘露糖转化的烯醇式反应；在等摩尔体系和肽过量体系中，涉及焦糖化反应的路径对吡咯素生成和损失路径的影响较小，在糖过量体系中，涉及席夫碱到中间体的反应过程对吡咯素生成和损失路径的影响较小。利用同位素示踪技术深入探讨吡咯素的生成机制，运用标记的葡萄糖及赖氨酸研究不同条件下吡咯素和重要中间体的变化，探究吡咯素生成过程中碳原子和氮原子的转移情况；发现，葡萄糖形成3-脱氧葡萄糖醛酮的过程中可能有葡萄糖碳链中C1-C2断裂和重新组合的过程。吡咯素结构吡咯环中的氮原子来源于Lys 的ε-NH2，而并非来源于赖氨酸的α-NH2。吡咯素生成总量中约91%是按照Paal-Knorr Pyrrole反应路径进行的。研究了短肽-吡咯素在Caco-2细胞中的吸收利用情况，并结合分子对接技术，获得短肽-AGEs小肠吸收机制，发现，Caco-2细胞对丙氨酸-吡咯素的转运速率快于对亮氨酸-吡咯素，二肽-吡咯素对Caco-2细胞内酶的抵御能力会因肽结构的差异。本项目加深了对食源性AGEs生物利用度以及潜在危害的了解，为我国食品安全及法规的制订提供有价值的参考。