《Food Bioscience》:Kinetic and spectroscopic studies on the inhibitory mechanisms of deoiled egg yolk hydrolysate against pancreatic lipase
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脱油蛋黄粉经酶解改性后显著提升胰脂肪酶抑制活性,通过光谱分析和分子对接揭示其通过疏水相互作用诱导酶构象改变,并筛选出关键活性肽RIANQIR和磷脂酰胆碱PC,二者在50 mg/mL浓度下分别实现50.00%和47.84%抑制率,协同作用机制与酶动力学数据一致。
林张|崔瑞|刘伟|王莎莎|严一芳|王毅|黄曦
中国华中农业大学食品科学与技术学院国家蛋制品加工研发中心,武汉430070
摘要:
脱油蛋黄粉(DOEP)富含蛋白质和磷脂,但由于其溶解性较差而未得到充分利用。因此,本研究采用酶法改性来增强其生物活性,评估了DOEP水解物(DOEPH)的体外降脂活性,并阐明了DOEPH对胰脂肪酶(PL)的抑制机制。结果表明,在水解条件下(10 U/mg胰蛋白酶,4小时),10 mg/mL浓度的DOEPH表现出73.16 ± 4.81%的PL抑制率,这种抑制为可逆的混合型抑制。光谱分析进一步表明,在37°C时,DOEPH使PL的固有荧光降低了72.31%,表明疏水相互作用导致PL的构象变化,从而降低了其酶活性。通过LC-MS/MS和分子对接技术筛选出两种关键成分:肽(RIANQIR:-7.9 kcal/mol)和磷脂酰胆碱(PC)。RIANQIR结合在PL的非活性位点,而PC与底物活性位点(Arg-257)相互作用,产生了双重协同抑制效应,这与酶动力学结果一致。此外,RIANQIR和PC(2 mg/mL)分别实现了50.00 ± 1.29%和47.84 ± 4.33%的PL抑制率,显示出它们较高的降脂潜力。本研究为DOEP的高价值开发和多元化工业应用提供了策略性方法,同时也提出了一种新的饮食干预措施用于肥胖管理。
引言
随着饮食结构和生活方式的变化,高热量摄入和低能量消耗导致肥胖及相关代谢障碍的发病率增加,人们迫切需要寻找安全有效的饮食干预方法来调节脂质吸收。胰脂肪酶(PL)是人体中重要的消化酶,可将甘油三酯分解为脂肪酸和甘油(Chiu等人,2025年)。抑制PL的活性被认为是阻止脂肪吸收和体重增加的有效方法。奥利司他是最常见的PL抑制剂,虽然效率较高(Li等人,2020年),但具有严重的副作用,包括脂肪泻、胃肠道不适和脂溶性维生素吸收不良。因此,开发具有降脂活性和优异安全性的天然物质已成为当务之急。
近年来,研究发现食品来源的生物活性化合物具有显著的降脂潜力、良好的生物利用度和高安全性,使其成为功能性食品开发的理想成分。据报道,海参蛋白水解物可通过调节脂质代谢酶和肠道微生物群组成显著降低血清甘油三酯和胆固醇水平(Xu等人,2025年)。同样,麻籽蛋白水解物可通过调节肝脏脂质合成和增强体内脂肪酸氧化来改善血脂异常(Liu等人,2025年)。藜麦蛋白水解物筛选出的肽在3T3-L1脂肪细胞中表现出最高的体外抑制活性和抗脂肪生成效果(Fu等人,2025年)。此外,最近的研究还表明,来自大豆、猪肉、蛋黄和微藻的蛋白水解物具有潜在的功能性脂质调节作用(Zhao等人,2024年)。然而,大多数研究主要集中在表型结果上,尚未系统探讨多种生物活性成分之间的分子机制。此外,复杂水解物系统中多种生物活性成分之间的潜在协同或差异效应仍有待阐明。
脱油蛋黄粉(DOEP)是通过超临界CO2提取从天然蛋黄粉(NEYP)中获得的,该方法去除了胆固醇和甘油三酯,同时保留了大部分蛋白质和磷脂(Xiao等人,2020年)。相比之下,脱脂蛋黄粉(DFEP)是通过后续有机溶剂提取获得的,导致磷脂大量流失和蛋白质变性,从而降低了蛋白质的溶解性,限制了酶的结合能力,最终影响了生物活性(Chen等人,2025年;Fan等人,2025年)。此外,DOEP中保留的卵磷脂已被证实具有超越纯蛋白系统的降脂潜力和代谢调节作用(Qiu等人,2026年)。然而,以往关于蛋黄水解物的研究主要集中在DFEP或分离的蛋白质组分上,侧重于生物活性结果,而忽略了机制方面的探讨。本研究利用DOEP作为原料,通过优化酶水解来提高其生物利用度,并通过酶动力学和多光谱技术研究了DOEPH的降脂活性及对PL的抑制机制。此外,通过LC-MS/MS筛选出具有PL抑制潜力的生物活性成分,并通过分子对接和分子动力学预测了它们的结合位点和结合稳定性。
材料
脱油蛋黄粉(DOEP)由白云山制药公司(中国广州)提供。胰蛋白酶购自安琪酵母公司(中国宜昌)。对硝基苯丁酸(p-NPB)购自源叶生物技术有限公司(中国上海),胰脂肪酶(PL,240 U/mg)购自Macklin生化公司(中国上海)。所有其他化学品和试剂均为分析级。
DOEP水解物的制备
DOEP的基本成分组成见表S1。DOEP被研磨并悬浮...
酶解条件的优化
选择DH和PL抑制率作为优化酶解条件的关键指标,因为它们直接反映了肽的释放效率和生物活性。图1A显示,添加10 U/mg酶时,DOEPH的DH达到最大值25.44% ± 0.09%;PL抑制率也呈现相同趋势,在添加10 U/mg酶时达到68.37% ± 3.12%;在各种酶添加量下,溶解度均超过90%。...
结论
本研究表明,酶解显著增强了DOEP的降脂潜力。DOEPH通过可逆的混合型抑制机制表现出对PL的强抑制活性,通过疏水相互作用改变PL的构象和残基微环境从而有效降低其酶活性。值得注意的是,DOEPH的降脂效果并非由单一成分引起,而是RIANQIR和PC的协同作用所致。
作者贡献声明
王莎莎:撰写、审稿和编辑。
王毅:撰写、审稿和编辑。
严一芳:撰写、审稿和编辑。
黄曦:撰写、审稿和编辑,监督、资源管理、项目协调、资金争取、概念构思。
林张:撰写、审稿和编辑,初稿撰写、数据可视化、实验设计、数据分析、数据管理。
刘伟:撰写、审稿和编辑。
崔瑞:撰写、审稿和编辑,数据分析
未引用的参考文献
An等人,2025年;Chen等人,2025年;Chen等人,2025年;Oboh,2013年。
利益冲突声明
本手稿的提交不存在利益冲突,所有作者均同意发表。代表所有作者声明本文为原创作品,文中内容未在其他地方发表或正在考虑发表。所有列出的作者均已阅读本文并同意将其提交给贵期刊。
致谢
本项目得到了
河北省农业研究系统(HBCT2024260208)专项资金的资助。