在Plastein反应中添加外源性色氨酸，作为一种有前景的策略，可提高鸡肉肽的生物活性和消化稳定性

《Food Research International》：Plastein reaction with exogenous tryptophan addition as a promissing strategy to enhance the bioactivity and digestive stability of chicken peptides

鸡多肽经外源色氨酸催化的plastein反应后，ADH稳定活性和抗氧化活性分别提升134.68%±0.64%和241.10%±2.95%，蛋白质组学分析发现64种生物活性肽（含6种新Trp肽），氢键和疏水作用增强结构稳定性。

　　

肖杰|曾慧娟|肖永奇|高杰|李向光|侯涛|肖楚桥

广西大学轻工与食品工程学院，中国南宁530004

摘要

胃肠道消化过程中的不稳定性是限制生物活性肽进一步应用的关键因素之一。Plastein反应被认为是一种有效的策略，可以增强肽的生物活性和消化性，特别是通过引入具有有利活性的特定氨基酸。在本研究中，将鸡肽（CP）与外源性色氨酸（Trp）进行Plastein反应，旨在提高其生物活性和消化稳定性。结果表明，在添加5% Trp的Alcalase催化Plastein反应后，CP的ADH稳定活性和ABTS自由基清除活性分别提高到134.68±0.64%和241.10±2.95%，相比未反应的CP有所提高。此外，Plastein反应产物在模拟胃肠道消化后的活性也高于CP，表明其消化稳定性得到了改善。肽组学分析在1711个鉴定出的肽中发现了64个具有强氢键和疏水能力的潜在生物活性肽，其中包括6个新生成的含Trp肽（LWG、TLW、VVWF、WAF、WLL和WTL）。对表面结构、二级结构、驱动力和肽组之间的相关性分析表明，Plastein反应过程中的水解、缩合和转肽作用可能导致含Trp肽及其他具有强氢键和疏水相互作用能力的肽的生成，从而促进CP中更稳定的β-折叠结构的形成，进而提高其生物活性和消化稳定性。研究结果表明，添加Trp的Plastein反应可以增强鸡肽的ADH稳定活性、抗氧化能力和消化稳定性，为生产更具生物活性和稳定性的肽、预防酒精性肝损伤提供了有前景的策略。

引言

酒精相关危害对人类健康构成威胁，过量饮酒会损害肝脏和其他多种器官。肝脏作为酒精代谢的主要场所，是受酒精毒性影响的主要器官（Xiao等人，2023年）。参与酒精脱氢酶（ADH）的代谢途径负责肝脏中的大部分酒精代谢。然而，过量或长期饮酒会抑制这一过程（Chen等人，2022年）。例如，高浓度的酒精可能会抑制ADH活性，这也是为什么ADH被认为是酒精代谢的主要限速因素（Xiao、Toldrá等人，2022年）。此外，高浓度的酒精还可以激活诱导型微粒体乙醇氧化系统（MEOS）。尽管MEOS有助于减轻酒精的急性毒性，但其激活会伴随活性氧的生成增加，这可能会加重肝脏损伤并引发额外的长期毒性效应（Lai等人，2024年；Xiao、Toldra等人，2022年）。因此，维持ADH活性并清除自由基有助于消除有毒中间体，从而可能预防酒精引起的肝脏损伤（J. Wang等人，2025年；Xiao等人，2023年）。

目前，除了戒酒之外，尚未有令人满意的针对酒精性肝损伤的靶向疗法，也没有任何药物能够同时满足安全性和有效性要求（Shen等人，2025年；Xiao、Toldrá等人，2022年）。因此，考虑到安全性和有效性，通过饮食补充来缓解酒精性肝损伤引起了越来越多的关注（Wang等人，2025年；Xiao、Toldra等人，2022年）。生物活性肽具有多种健康益处，因此被认为是预防酒精性肝损伤的天然且安全的生物活性物质（Park等人，2023年；Singh等人，2023年；Xiao等人，2024年；Zu等人，2023年）。例如，来自玉米、牡蛎和大豆等的肽已被报道为潜在的护肝剂（Xiao等人，2024年；Xiao、Zhou等人，2020年）。值得注意的是，鸡肽（CP）被认为是一种理想的护肝肽来源，其氨基酸组成平衡，通过ADH稳定和自由基清除活性发挥护肝作用（Xiao、Zhao等人，2020年）。然而，肽在吸收和发挥生物活性之前必须经过胃肠道。这一过程可能导致肽在胃肠道酶的作用下部分降解，从而降低其生物活性，这是限制生物活性肽作为功能性食品成分用于预防酒精性肝损伤应用的一个重要原因（Xiao等人，2020年）。因此，提高肽的生物活性和消化稳定性成为一个挑战，对肽进行特定修饰以增强其生物活性和消化稳定性对于肽的进一步应用具有重要意义。

先前的研究表明，Plastein反应可以通过共价修饰（如缩合和转肽）或物理相互作用驱动的肽聚集来稳定Plastein产物的结构，从而提高其消化稳定性（Lin等人，2024年；Sun等人，2021年）。该反应在高底物浓度条件下进行（通常超过肽底物的20%），在此过程中通过缩合和转肽生成新的肽，并通过疏水相互作用、氢键和二硫键等形成类似蛋白质的聚集体（Li等人，2020年；Song等人，2023年）。与化学修饰相比，Plastein反应可以在温和条件下进行，且无需添加有机溶剂，是一种绿色且有效的肽修饰策略（Song等人，2023年；Xu等人，2024年）。此外，在Plastein反应过程中添加外源性特定氨基酸可以将这些氨基酸引入肽序列中，丰富含有特定氨基酸的肽，从而提高肽或蛋白质水解物的生物活性和功能性（Lin等人，2024年；Zhou等人，2024年）。例如，在酪蛋白水解物的Plastein反应中添加色氨酸（Trp）可以增强其对乙醇诱导的HHL-5肝细胞的保护作用，因为Trp残基增强了抗氧化活性（Bo等人，2019年）。Trp是一种具有高疏水性的抗氧化氨基酸，可以加强肽与细胞膜脂质双层之间的相互作用，促进自由基清除并防止乙醇诱导的氧化损伤（Bo等人，2019年；Xiao等人，2022年）。此外，外源性Trp的共价结合还可以促进肽之间的疏水相互作用，形成可能抵抗胃肠道消化的特殊结构（Li等人，2025年；Ma等人，2019年）。因此，添加Trp的Plastein反应可能是增强蛋白质水解物生物活性和消化稳定性的有前景的策略。

因此，在本研究中，将添加Trp的Plastein反应应用于已报道具有ADH稳定和抗氧化活性的修饰CP，旨在提高其生物活性和消化稳定性。此外，还分析了Plastein反应对整体结构、二级结构、驱动力和肽组的影响，以揭示Plastein反应的机制及其对生物活性和消化稳定性的后续改善。本研究获得的结果将为Plastein反应在提高肽的生物活性和消化稳定性方面的调控和应用提供新的见解，为开发更具生物活性和稳定性的基于肽的功能性食品成分以预防酒精性肝损伤奠定初步基础。

材料与化学品

鸡肽（CP）的制备方法参考了先前的描述（Xiao等人，2018年）。具体来说，将切碎的鸡胸肉分散在蒸馏水中（1:5，w/v），然后加入0.5%的Alcalase（以蛋白质计），在pH 8和55°C下进行8小时的水解反应，随后在沸水中热灭活10分钟。冷却至室温后，以8000g的离心力在4°C下离心15分钟，取上清液进行冷冻干燥以获得CP。

Plastein反应过程中浊度和游离氨基的监测

Plastein反应通常通过肽之间的共价和/或非共价相互作用导致肽的聚集，产生更多不溶性的Plastein产物，从而增加浊度（Song等人，2023年）。如图1A所示，无论添加了哪种蛋白酶或Plastein反应的过程如何，Plastein产物的浊度都显著高于CP。在所使用的蛋白酶中，Alcalase使CP的浊度增加最多，是一种有效的引发Plastein反应的酶。

结论

添加外源性Trp的Plastein反应显著提高了CP的生物活性和消化稳定性。特别是，在添加5% Trp的Alcalase催化下进行2小时的Plastein反应后，CP的ADH稳定活性和ABTS自由基清除活性分别提高到134.68±0.64%和241.10±2.95%，相比未反应的CP有所提高。这可能是由于生成了含有Trp的肽及其他具有强氢键和疏水相互作用能力的肽所致。

作者贡献声明

肖杰：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿撰写，研究，数据管理。曾慧娟：研究，数据管理。肖永奇：研究，数据管理。高杰：撰写 – 审稿与编辑，监督。李向光：撰写 – 审稿与编辑，验证，形式分析。侯涛：撰写 – 审稿与编辑，监督。肖楚桥：撰写 – 审稿与编辑，监督，项目管理，资金获取，概念构思。

未引用参考文献

Wang等人，2025年

Wang等人，2025年

Xiao等人，2020年

Zhou等人，2024年

Zhou等人，2024年

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能会影响本文工作的竞争性财务利益或个人关系。

致谢

本工作得到了国家重点研发计划（2024YFF1106000）、广州市科技项目（2025A04J3823）和国家自然科学基金（编号32101896）的支持。