红豆肽的多靶点治疗潜力:抗癌、降压与抗氧化活性的综合研究
《Scientific Reports》:Therapeutic potential of red bean (phaseolus vulgaris) peptides: anticancer, antihypertension, and antioxidant activities
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时间:2025年11月07日
来源:Scientific Reports 3.9
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本研究针对非传染性疾病(NCDs)治疗需求,从发芽红豆蛋白水解物中分离鉴定出8种生物活性肽。其中RB-8肽(LIIPATSTKFL)通过差异机制显著抑制结直肠癌(CaCO2)和宫颈癌(SiHa)细胞增殖(IC50=490.625μg/ml),RB-7肽(RGSKQRQKRQW)展现最强ACE抑制活性(60%)和DPPH自由基清除能力,RB-6肽(RRLRILL)具有最优ABTS自由基清除活性,RB-1肽(NLRKLKRL)显示最高FRAP值。该研究为植物源多功能肽开发提供了新策略。
在全球健康领域,非传染性疾病(NCDs)正持续构成重大挑战,每年导致约4100万死亡病例,占全球总死亡人数的74%。其中癌症因其高死亡率、复杂病因以及对患者生活的深远影响,始终是研究重点。尽管靶向治疗和免疫疗法取得进展,许多癌症类型的有效治疗及副作用管理仍是巨大挑战。与此同时,作为心血管疾病等NCDs主要风险因素的高血压,也显著加剧着全球疾病负担。
在这一背景下,食用豆类作为功能食品和营养保健品来源的潜力日益受到关注。红豆(Phaseolus vulgaris)作为全球广泛消费的豆类,富含蛋白质、脂质、多糖及多种植物化学物,研究表明其在糖尿病、饮食相关紊乱、心血管疾病和癌症方面具有潜在健康效益。特别值得注意的是,豆类蛋白通过酶解产生的生物活性肽,因其高选择性、特异性及安全性,已成为抗癌药物研发的新兴方向。
为此,泰国国家遗传工程与生物技术中心Sittiruk Roytrakul团队在《Scientific Reports》发表了题为"Therapeutic potential of red bean peptides: anticancer, antihypertension, and antioxidant activities"的研究论文,系统探讨了发芽红豆源活性肽的多重生物活性。
研究人员采用胃蛋白酶水解发芽红豆蛋白,通过3 kDa分子截留膜分离获得小分子肽段,依次经过阳离子交换、阴离子交换和C18反相色谱纯化。利用LC-MS/MS鉴定序列后合成8种候选肽,通过MTT法评估抗癌活性,ACE抑制实验测定降压效果,ABTS、DPPH和FRAP法分析抗氧化能力。对活性突出的RB-8肽采用蛋白质组学分析其作用机制,通过MaxQuant软件进行蛋白鉴定和定量,MetaboAnalyst进行多元统计分析,STITCH数据库构建蛋白-化疗药物互作网络。
<3 kDa红豆蛋白水解物对六种癌细胞系均显示抑制活性(30.45%-75.77%),其中对乳腺癌MCF-7细胞抑制率最高(75.77%)。经色谱分离后,10%乙腈洗脱组分活性最强。合成的8种肽中,RB-8(LIIPATSTKFL)表现出广谱抗癌活性,对CaCO2和SiHa细胞抑制率分别为20.79%和23.05%,且对猴肾Vero细胞无毒性。
基于IC50浓度(490.625μg/ml)的蛋白质组学分析发现,RB-8处理导致CaCO2细胞中12,312种蛋白和SiHa细胞中13,196种蛋白表达改变。PANTHER功能注释显示,CaCO2细胞差异蛋白主要富集于生长和解毒过程,而SiHa细胞则与节律过程、色素沉着和运动相关。通过火山图、PLS-DA和相关性分析整合筛选,最终确定17个CaCO2细胞关键蛋白和5个SiHa细胞关键蛋白。
网络分析显示,RB-8肽在两种癌细胞中通过不同机制发挥作用。在CaCO2细胞中,HSPA4与5-FU、CDK1与多柔比星存在直接互作;而SiHa细胞中XRCC6、YWHAQ等蛋白仅与化疗药物存在间接互作。
八种合成肽均呈现多重生物活性。RB-7展现最强ACE抑制活性(60%)和DPPH自由基清除能力(805.35μg AAE/g);RB-6具有最高ABTS自由基清除活性(595.33μg AAE/g);RB-1显示最强铁还原能力(189.53μg AAE/g)。RB-8亦表现出综合生物活性,包括中度ACE抑制(16.67%)和抗氧化能力。
本研究通过多学科方法系统阐明了红豆源生物活性肽的治疗潜力。RB-8肽通过细胞特异性机制发挥抗癌作用,其差异蛋白互作网络为精准治疗提供了新视角。同时,多种肽段展现的降压和抗氧化活性,凸显了"一肽多用"的开发策略价值。这些发现不仅为植物源多功能肽研究提供了新范式,也为功能性食品和营养药物开发奠定了理论基础。特别是红豆作为全球易得的农产品,其增值利用对促进可持续健康产业发展具有重要意义。
研究结果表明,发芽处理可有效增强红豆的营养价值和生物活性成分,而酶解策略结合定向分离技术,能够高效获取具有明确靶标活性的肽段。这种从传统食物资源中挖掘生物活性分子的方法,为开发天然、安全、多效的NCDs管理方案开辟了新途径,在食品工业与医药领域具有广阔应用前景。
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