螺旋藻与四爿藻生物活性肽的鉴定与功能解析：计算预测与体外验证

为解决全球营养挑战和功能性肽开发需求，研究人员通过RP-HPLC-UV和质谱技术结合计算模型，系统分析了Arthrospira platensis（APPH）和Tetraselmis chuii（TCPH）的肽谱。研究发现APPH的F4和F5组分分别具有67.76% ACE抑制和50.33% DPP-IV抑制活性，显著优于TCPH，为微藻源功能性食品开发提供了科学依据。

　　

在全球面临气候变化与粮食安全的双重压力下，传统农业已难以满足80亿人口的营养需求。微藻作为光合效率超高的"超级食物"，其蛋白质含量可达干重的70%，远超大麦（10-17%）和牛肉（20-25%）。然而，这些微型生物工厂中蕴藏的生物活性肽宝藏仍待深度挖掘。

法国中央高等电力学院（CentraleSupélec）生物技术团队联合突尼斯Bio Gatrana公司，在《Biocatalysis and Agricultural Biotechnology》发表的研究中，采用超声波辅助提取结合胃蛋白酶（E/S比1:4）水解技术，通过RP-HPLC-UV将两种微藻肽分为F₁-F₉组分，利用LC-MS/MS鉴定出261个（APPH）和99个（TCPH）独特肽段。研究整合计算毒理学预测与体外实验验证，建立了从肽段鉴定到功能评价的全流程分析体系。

关键方法

1. 超声波辅助蛋白提取与胃蛋白酶定向水解

2. RP-HPLC-UV九级组分分离（0-55min梯度洗脱）

3. 质谱数据通过UniProt数据库注释

4. 计算预测涵盖毒性、疏水性及ACE/DPP-IV结合位点

5. 体外验证包括DPPH清除、FRAP、ACE/DPP-IV抑制等6大活性指标

研究结果

Microalgal biomass and reagents

采用葡萄牙Necton公司的四爿藻与突尼斯螺旋藻，确保原料可追溯性。

Fractionation and peptide profiling

APPH在RP-HPLC中显示出更复杂的洗脱峰型，暗示其肽段多样性高于TCPH。质谱鉴定发现螺旋藻特有肽段多含疏水性氨基酸（如Leu、Phe），这与后续生物活性差异高度相关。

Bioactivity validation

• 抗氧化：APPH-F₅的DPPH清除率（66.21±3.68%）比TCPH最高组分高1.8倍

• 代谢调控：APPH-F₄的ACE抑制活性（67.76±0.84%）接近临床降压药卡托普利

• 抗炎：同组分对透明质酸酶抑制率达37.90±1.57%

• 抗菌：仅APPH组分对金黄色葡萄球菌显示抑菌圈（8.2±0.3mm）

结论与意义

该研究首次建立微藻肽"计算-实验"双验证体系，证实螺旋藻肽在ACE抑制（IC₅₀=0.38mg/mL）和DPP-IV抑制（50.33±0.80%）方面的突出优势。F₄组分中鉴定出的三肽LFP（Leu-Phe-Pro）通过分子对接显示与ACE活性中心有强氢键作用，这为开发抗高血压功能食品提供了先导化合物。研究通过将突尼斯螺旋藻产业与法国分析技术结合，展示了北南科研合作的典范，其建立的组分-活性对应数据库将加速微藻在功能性食品中的应用。