基于肽组学与分子对接技术从微拟球藻中发掘新型ACE抑制肽及其作用机制研究

本研究针对合成类降压药物副作用显著的问题，从海洋微藻Nannochloropsis oculata蛋白水解物中筛选高活性血管紧张素转换酶抑制肽（ACE-I）。通过肽组学结合计算机模拟筛选，鉴定出GPGPFTVF（IC50 39.77 μM）、PGPAIF（52.03 μM）和WDPLGF（107.96 μM）三种新型肽，分子对接揭示其通过S1 /S2 口袋及Zn2+ 域结合ACE，为开发天然降压功能食品提供新策略。

　　

高血压是全球重大健康挑战，传统合成类血管紧张素转换酶（Angiotensin-Converting Enzyme, ACE）抑制剂如雷米普利虽广泛应用，但长期使用可能引发干咳、肾功能损害等副作用。近年来，源自食物的ACE抑制肽（ACE-I）因其安全性备受关注，而海洋微藻因其独特的氨基酸组成成为新型生物活性肽的宝库。微拟球藻（Nannochloropsis oculata）虽以富含ω-3脂肪酸闻名，但其蛋白质资源的开发却长期被忽视。

为挖掘微拟球藻蛋白的高值化应用路径，来自福建的研究团队在《Food Chemistry》发表研究，通过多酶解体系筛选发现胰蛋白酶水解物（NPHT）的低分子量组分（NPHT-3）展现最强ACE抑制活性（IC₅₀
75.8 μg/mL）。研究创新性整合液相色谱-质谱（LC-MS）肽组学、计算机虚拟筛选与体外验证，从复杂水解物中高效锁定活性肽段。

关键技术方法
研究采用胰蛋白酶等5种酶解体系制备微拟球藻蛋白水解物（NPH），通过超滤分离低分子量组分；基于LC-MS/MS鉴定肽序列，采用BIOPEP数据库预测ACE结合活性；结合分子对接（AutoDock工具）模拟肽-ACE相互作用；通过体外ACE抑制实验（Hippuryl-His-Leu底物法）验证活性；最后进行模拟胃肠消化稳定性测试。

主要研究结果

ACE-I activity of the NPHs prepared with different enzymes
未水解的微拟球藻蛋白本身即显示50.37% ACE抑制率（1.67 mg/mL），胰蛋白酶水解物（NPHT）活性提升至91.88%。分子量<3 kDa的NPHT-3组分活性最优，表明低分子量肽段更易与ACE活性中心结合。

Identification of novel ACE-I peptides
通过质谱鉴定出含5-8个氨基酸的肽段，经计算机筛选出10条潜在活性肽。体外实验证实GPGPFTVF、PGPAIF和WDPLGF具有显著活性，其中GPGPFTVF的IC₅₀
值（39.77 μM）优于多数已报道藻源肽。

Molecular docking analysis
对接显示三条肽均通过氢键和疏水作用锚定ACE的S₁
（Ala354、Tyr523）和S₂
（His513、Glu411）口袋。GPGPFTVF的C端羧基与Zn²⁺
形成配位键，解释其超高活性。竞争抑制实验证实肽段与底物竞争结合位点。

Digestion stability
模拟胃肠消化后，三条肽的ACE-I活性保持率>80%，表明其具备口服生物利用潜力。

结论与意义
该研究首次系统揭示微拟球藻蛋白作为ACE抑制肽新来源的价值：

1. 发现三条结构新颖的高活性肽，GPGPFTVF的活性接近临床药物卡托普利（IC₅₀
   25 μM）；
2. 阐明肽段通过"双口袋-锌离子"三位点协同作用机制，为理性设计ACE抑制剂提供模板；
3. 建立的"肽组学-计算机筛选-实验验证"三联技术体系，为快速发掘功能性肽提供方法论参考。

该成果不仅拓展了微藻蛋白在功能性食品中的应用场景，其发现的稳定型ACE抑制肽更为开发天然降压制剂奠定基础。未来研究可进一步通过动物实验验证其体内降压效果，并探索规模化制备工艺。