本发明属于生物工程,具体涉及一种富半胱氨酸胶原蛋白肽及制备方法和应用。
背景技术:
1、微塑料(microplastics,mps)是环境中粒径≤5 mm 的微塑料的统称。环境 mps主要来源于本身就含有微塑料产品的直接释放(如牙膏和化妆品等)和塑料产品经紫外线照射、风化、高温等作用下的降解。迄今,海洋、土壤以及大气等环境中发现大量微塑料的存在,并通过食物链在植物和动物中富集。基于被微塑料污染的空气、水和食物(如贝类、鱼类、蔬菜、肉制品等日常消费品)的摄入,人类微塑料摄入量可达39000-52000个/年。近年来,研究者在人体唾液、粪便、结肠、肺部、肝脏、心脏和心血管系统中均发现了形态、尺寸、成分各异的微塑料。动物体内外研究发现,mps主要蓄积于肠道、肝脏和肾脏,并表现出多种不同程度的不良效应,包括细胞毒性、氧化应激、炎症反应、肝毒性、神经毒性、肾毒性甚至致癌性。mps会导致机体出现严重的氧化应激反应,诱导过多的活性氧自由基(ros)产生。暴露于mps中的人肾细胞hek 293,ros水平显著增加,抗氧化酶抗超氧化物歧化酶(sod)和过氧化氢酶(cat)的基因表达水平显著下调。mps蓄积后,鸡肾组织抗氧化指标水平显著改变,促炎因子表达升高,从而引起氧化应激和炎症,导致鸡肾损伤。因此,现有研究已证实,mps蓄积引发机体氧化应激和炎症,从而导致肾脏功能紊乱,肾脏组织发生病理生理改变,例如肾小管上皮细胞坏死,肾小球囊腔扩张,炎性细胞浸润等病变。
2、胶原蛋白是结缔组织及其重要的蛋白质,普遍存在于动物的皮、骨、肌腱等及其他结缔组织中。胶原蛋白具有良好的生物活性及生物功能,能参与细胞的迁移、分化、增值。经酶解处理后形成的胶原蛋白肽,不仅有胶原蛋白的营养特性,而且具有易于消化吸收,低过敏性,食用安全等优点。此外,胶原蛋白肽展现出优良的抗氧化、提高免疫力、改善记忆力和抗肿瘤等生物活性,在医学、美容、食品方面有广泛的应用。氨基酸的组成和序列决定着蛋白肽生物活性的强弱,其中疏水性氨基酸(如苯丙氨酸、脯氨酸、异亮氨酸等)、精氨酸、半胱氨酸等对多肽的生物学活性有重要作用。研究表明,膳食半胱氨酸通过抑制食物消耗和促进能量消耗对小鼠产生强大的减脂作用。来源于动植物的富半胱氨酸多肽呈现出优越的抗氧化、抗菌、杀虫等活性。胶原蛋白肽富含脯氨酸,但缺乏半胱氨酸,这一定程度上限制了胶原肽序列的多样性及生物学活性。然而,国内外关于富半胱氨酸胶原肽的制备及活性研究尚属空白,极大地限制了胶原肽功能食品或药品的研发。
3、分子修饰能突破传统胶原蛋白肽序列的局限性,是制备新型、高效的富半胱氨酸胶原肽的重要策略之一。在原有氨基酸序列的基础上,通过半胱氨酸的插入或替换,可制备新型含半胱氨酸的胶原蛋白肽。研究发现,蛋白酶不仅能将蛋白质水解成寡肽或氨基酸,还能利用缩合反应或转肽反应,将某些特殊结构的外源氨基酸导入肽分子中,生成新的活性肽。因此,借助类蛋白反应的缩合或转肽等作用,在反应体系中添加半胱氨酸,以酶促胁迫修饰反应的方式使半胱氨酸导入到胶原蛋白肽中,是一种新颖可行的制备富半胱氨酸胶原肽的方法。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的问题,本发明设计的目的在与提供一种富半胱氨酸胶原蛋白肽及制备方法和应用,具体通过以下技术方案加以实现:
2、一种富半胱氨酸胶原蛋白肽,该胶原蛋白肽的氨基酸序列为:dpvllcccdlp。
3、一种富半胱氨酸胶原蛋白肽的制备方法,该方法以鳗鱼鱼皮胶原蛋白肽为对象,利用微波辅助技术,通过添加蛋白酶和半胱氨酸进行类蛋白反应,制得富含半胱氨酸胶原蛋白肽液;采用凝胶色谱、液相色谱和质谱技术对液态进行分离纯化,制得富半胱氨酸胶原蛋白肽。
4、进一步地,微波功率采用300w,微波处理时间为30min。
5、进一步地,类蛋白反应的具体步骤为:
6、1)往微波处理后的鳗鱼皮胶原蛋白中加入胃蛋白酶进行第一此酶解,酶解后100℃灭活,超滤获得胶原蛋白液;
7、2)在获得的胶原蛋白液中加入胃蛋白酶4000 u/g,在ph 4.0,55℃下添加0.5 g/g半胱氨酸,类蛋白反应1 h,制备获得富半胱氨酸胶原蛋白肽液。
8、上述所述的富半胱氨酸胶原蛋白肽在制备修复或辅助修复人胚肾上皮细胞hek-293损伤的药品或功能性食品中的应用。
9、进一步地,所述人胚肾上皮细胞hek-293损伤为微塑料诱导的人胚肾上皮细胞hek-293损伤。
10、本发明借助类蛋白反应的缩合或转肽等作用,在反应体系中添加半胱氨酸,以酶促胁迫修饰反应的方式使半胱氨酸导入到胶原蛋白肽中,使制得的胶原蛋白肽具有较强的抗氧化活性,可以显著降低微塑料诱导细胞内活性氧水平,从而降低氧化应激水平。
1.一种富半胱氨酸胶原蛋白肽,其特征在于,该胶原蛋白肽的氨基酸序列为:dpvllcccdlp。
2.权利要求1所述的一种富半胱氨酸胶原蛋白肽的制备方法,其特征在于,该方法以鳗鱼鱼皮胶原蛋白肽为对象,利用微波辅助技术,通过添加蛋白酶和半胱氨酸进行类蛋白反应,制得富含半胱氨酸胶原蛋白肽液;采用凝胶色谱、液相色谱和质谱技术对液态进行分离纯化,制得富半胱氨酸胶原蛋白肽。
3.如权利要求2所述的一种富半胱氨酸胶原蛋白肽的制备方法,其特征在于微波功率采用300w,微波处理时间为30min。
4.如权利要求2所述的一种富半胱氨酸胶原蛋白肽的制备方法,其特征在于类蛋白反应的具体步骤为:
5.权利要求1所述富半胱氨酸胶原蛋白肽在制备修复或辅助修复人胚肾上皮细胞hek-293损伤的药品或功能性食品中的应用。
6.如权利要求5所述的应用,其特征在于所述人胚肾上皮细胞hek-293损伤为微塑料诱导的人胚肾上皮细胞hek-293损伤。
