基于系统生物学的牛初乳蛋白水解物蛋白质组-肽组学分析及其生物活性导向的抗糖尿病与抗氧化潜能研究

《Food Bioscience》：Systems biology-based proteo-peptidomic profiling, bioactivity-guided antidiabetic and antioxidant potential of bovine colostrum proteome hydrolysates

本综述通过系统生物学和蛋白质组-肽组学方法，揭示了牛初乳乳清蛋白水解物（WP）在抗糖尿病（抑制α-葡萄糖苷酶（AG）、α-淀粉酶（AM）和醛糖还原酶（HAR））及抗氧化（清除DPPH、ABTS和超氧阴离子自由基）方面的卓越活性，其IC50/EC50值均优于对照药物（如阿卡波糖、折那司他）及其他蛋白组分（CFGMP、CP），结合生物信息学分析证实其安全性，为糖尿病及其并发症的多靶点治疗和营养药物开发提供了有价值的肽库资源。

　　

Highlight

材料

乙酸、氢氧化钠、氯化钾、盐酸、考马斯亮蓝-250、胃蛋白酶、胰酶、Empore? C18固相萃取（SPE）膜、邻苯二甲醛（OPA）、二甲基亚砜（DMSO）、磷酸钾、甲酸、乙腈（ACN）、Amicon Ultra-0.5 3 kDa分子量截留（MWCO）离心过滤器购自德国Merck Millipore公司。PageRuler^TM Plus预染蛋白阶梯（10–200 kDa）购自美国Thermo Fisher Scientific公司。

初乳样品分级分离

乳清（108.77 mg/mL）、乳脂肪球膜蛋白（CFGMP，66.18 mg/mL）和酪蛋白（54.95 mg/mL）的蛋白质浓度测定显示，乳清蛋白的浓度高于其他组分。在此背景下，Abd El-Fattah等人（2012）和Umar等人（2024）报道埃及荷斯坦牛初乳乳清蛋白浓度为121.57 mg/mL，占总蛋白含量的13.46%。Davoodi等人（2016）指出，在牛常乳中，酪蛋白通常约占80%（相当于26.25 mg/mL），而乳清蛋白约占20%（相当于6.56 mg/mL）。相比之下，本研究中初乳乳清蛋白浓度显著高于常乳，这突显了初乳作为生物活性蛋白和肽来源的优越性。

结论

本研究提出了一个基于系统生物学的牛初乳蛋白质组-肽组学分析，创建了来自WP、CFGMP和CP组分的独特蛋白质和肽库，用于药物发现。已报道WP相对于阿卡波糖、折那司他及其他组分，对AG、AM和HAR酶具有多靶点抑制功效。WP还显示出对DPPH、ABTS和超氧阴离子的显著多重自由基清除能力，其效果优于BHA及其他组分。功能分析揭示了WP蛋白质主要参与免疫、细胞因子和代谢通路，位于细胞核和细胞质中，涉及基因调控和信号传导。蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）网络分析显示了WP蛋白质之间紧密的互连性，强调了其多功能生物潜力。动力学分析表明WP对AG和AM具有竞争性抑制模式。计算机（in silico）毒性和过敏性分析证实WP来源的肽是安全的。因此，WP是生物活性肽的丰富来源，具有针对糖尿病和氧化应激的治疗潜力，为未来的药物和营养保健品开发提供了一个宝贵的药物库。