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为解决木瓜蛋白酶水解小麦蛋白（WPHs）产生苦味肽及小肽得率低的问题，研究人员通过计算机模拟筛选 36 种苦味肽，借助分子对接揭示其与苦味受体 TAS2R14 的结合机制，发现 Pro/Phe/Trp 富集肽苦味强，Gly/Glu 肽苦味弱，为 debittering 提供依据。
在食品加工领域，植物蛋白资源的高效利用一直是研究热点。小麦作为全球主要粮食作物，其面筋蛋白含量丰富，却因水溶性差且酶解后易产生苦味肽，限制了在功能食品中的应用。尤其是木瓜蛋白酶（EC 3.4.22.2）水解小麦蛋白时，常生成富含疏水性氨基酸（如脯氨酸 Pro、苯丙氨酸 Phe、色氨酸 Trp）的苦味肽，同时小肽得率较低，导致产品感官品质不佳。如何精准调控水解过程、降低苦味成为亟待解决的科学问题。
为攻克这一难题，研究人员围绕小麦蛋白水解物（WPHs）的苦味形成机制展开深入研究。通过计算机模拟与分子生物学技术结合，系统解析苦味肽的结构特征及其与人类苦味受体 TAS2R14 的相互作用。该研究由 [作者单位未明确提及] 的科研团队主导，相关成果发表在《Food Chemistry: Molecular Sciences》，为植物蛋白基食品的风味改良提供了关键理论支撑。
研究采用多种关键技术方法：首先利用 BIOPEP-UWM 数据库进行虚拟酶解模拟，预测木瓜蛋白酶对 184 条小麦蛋白序列的水解位点，筛选出 36 种潜在苦味肽；随后通过 ToxinPred、Pepdraw 等工具预测肽段的毒性、理化性质（如分子量、等电点 pI、疏水性）及生物活性；借助 SwissADME 评估 ADMET 性质（吸收、分布、代谢、排泄及毒性）；最后运用 Discovery Studio 进行分子对接，分析苦味肽与 TAS2R14 受体的结合模式及能量参数。
3.1 木瓜蛋白酶水解特性分析
模拟结果显示，不同小麦蛋白组分的水解度（DHt）差异显著，其中麦醇溶蛋白 1340 的 DHt 达 64.52%，其苦味肽释放频率（AE）和相对释放频率（W）最高，表明高水解度与苦味增强相关。同时发现，谷氨酰胺含量丰富的麦谷蛋白水解物呈现鲜味特征，可能与脱氨基生成谷氨酸（鲜味增强剂）有关。疏水性氨基酸暴露是苦味产生的关键因素，而脯氨酸的存在进一步加剧苦味强度。
3.2 苦味肽筛选与毒性评估
通过理化性质分析，35 种二肽和 1 种三肽被鉴定为苦味肽，多数含有芳香族或疏水性氨基酸残基。例如，含苯丙氨酸的肽段（如 AF、PF、YF）在 C 端呈现强苦味，符合 “C 端疏水性氨基酸主导苦味” 的经典理论。所有筛选肽段均被预测为非毒性，且生物活性评分（PeptideRanker）显示苦味肽普遍具有较高活性潜力，提示苦味与生物活性可能存在关联性。
3.3 ADMET 性质预测
ADMET 分析表明，多数肽段分子量低于 500 Da，符合药物样分子特征。亲水性肽（如 EE）表现出高水溶性但低胃肠道吸收，而疏水性肽（如 WL、YF）兼具适度亲脂性与高吸收效率。部分肽段（如 EE、EEL）因拓扑极性表面积（TPSA）超标，可能影响跨膜转运，为后续剂型设计提供了参数参考。
3.4 分子对接与结合机制
分子对接揭示了 TAS2R14 受体的关键结合位点：天冬酰胺 Asn157、异亮氨酸 Ile262、色氨酸 Trp89和苯丙氨酸 Phe247通过氢键、π- 烷基作用等稳定结合苦味肽。其中，含 Pro、Phe、Trp 的肽段（如 PPF、WL）具有最高结合能（LibDock Score＞120），表明疏水性相互作用是苦味识别的核心机制。相反，含甘氨酸 Gly 或谷氨酸 Glu 的肽段（如 DG、EE）因破坏受体 - 配体相互作用稳定性，表现出苦味抑制效应。
研究结论表明，小麦蛋白水解物的苦味主要由 TAS2R14 受体介导的疏水性相互作用驱动，脯氨酸、苯丙氨酸和色氨酸是苦味肽的特征性氨基酸。通过选择性富集亲水性氨基酸（如 Gly、Glu）或调控酶解路径避免疏水性肽段生成，可有效降低 WPHs 的苦味。该研究不仅阐明了苦味形成的分子机制，还为食品工业中靶向设计低苦味、高生物活性的植物蛋白配料提供了创新策略，例如优化蛋白酶组合（如联用外切酶减少疏水肽释放）或通过化学修饰掩蔽苦味基团。此外，研究建立的计算机模拟流程为快速筛选功能性肽段提供了高效模型，有望推动 “精准食品加工” 技术的发展，助力低糖、低脂、高营养食品的开发，满足消费者对健康风味食品的需求。
