螺旋藻C-藻蓝蛋白新型抗氧化抗衰老肽的体内外鉴定与活性研究

本研究针对化学合成抗氧化剂的毒副作用问题，从螺旋藻C-藻蓝蛋白(C-PC)中通过酶解、超滤获得分子量<3 kDa的活性组分(CPCPH-F3)，结合UPLC-MS/MS鉴定出FPPWVL等3种新型抗氧化肽，在体外和线虫(C. elegans)模型中验证其显著抗氧化和抗衰老活性，为天然抗氧化剂开发及螺旋藻高值化利用提供新思路。

　　

随着现代生活方式改变，人体内活性氧(ROS)过量积累导致的氧化应激已成为糖尿病、阿尔茨海默病等疾病的重要诱因。传统合成抗氧化剂如BHT存在肝毒性风险，而天然食物源抗氧化肽因其安全高效备受关注。螺旋藻(Limnospira platensis)作为蛋白质含量高达60%的超级食物，其C-藻蓝蛋白(C-PC)已被证实具有多重生物活性，但其中蕴含的特异性抗氧化/抗衰老肽段仍有待挖掘。

山东省重点研发计划支持的研究团队通过七种蛋白酶(包括木瓜蛋白酶和碱性蛋白酶)水解C-PC，结合超滤技术获得不同分子量区段组分。研究发现木瓜蛋白酶水解产物中<3 kDa组分(CPCPH-F3)在清除DPPH自由基、抑制脂质过氧化等体外实验中表现最优，并能显著延长线虫寿命。通过UPLC-MS/MS联用技术鉴定出21条潜在活性肽段，经生物信息学预测筛选出FPPWVL、FPPWF和GW三种新型肽段。化学合成验证显示，这些肽段不仅能有效清除ROS，还可通过激活SOD-1和DAF-16通路增强线虫氧化应激抗性，使百草枯胁迫下的线虫存活率提升40%以上。

关键技术方法
研究采用硫酸铵分级沉淀结合羟基磷灰石层析纯化C-PC；使用7种蛋白酶(胰蛋白酶、碱性蛋白酶等)进行梯度时间水解；通过3 kDa/10 kDa超滤膜分级；采用UPLC-MS/MS进行肽段鉴定；基于C. elegans模型进行体内抗氧化(百草枯胁迫)和抗衰老(寿命测定)评价；结合PeptideRanker和ToxinPred等算法预测肽段活性与毒性。

主要研究结果

1. 酶解工艺优化：木瓜蛋白酶和碱性蛋白酶300分钟水解产物活性最高，<3 kDa组分(CPCPH-F3)的DPPH清除率(89.7%)显著高于其他组分。
2. 体内外活性验证：CPCPH-F3使线虫在氧化应激下存活时间延长32%，同时提高SOD和CAT酶活1.5倍。
3. 肽段鉴定与合成：从CPCPH-F3中鉴定出含特征序列W/F的21条肽段，其中FPPWVL的ORAC值达3.2 μmol TE/μmol。
4. 作用机制：GW肽通过激活DAF-16/FOXO通路上调抗氧化基因表达，使线虫寿命延长15.3%。

结论与意义
该研究首次系统鉴定了螺旋藻C-PC中FPPWVL等新型抗氧化肽，其独特含色氨酸/苯丙氨酸的疏水结构能有效淬灭自由基。研究不仅为天然抗氧化剂开发提供了新候选分子，还建立了从藻类蛋白到活性肽的完整研究范式。发表于《Algal Research》的这项成果，对推动功能性食品和抗衰老化妆品原料创新具有重要价值，同时为微藻资源的高值化利用开辟了新途径。