鲟鱼鳃源抗氧化肽的纯化鉴定及其通过抑制MPO和MAPK通路缓解氧化损伤的分子机制研究

推荐：为解决鲟鱼加工副产物高值化利用问题，研究人员从鲟鱼鳃蛋白水解物中分离鉴定出新型抗氧化肽FPGLP(FP5)、GIPGF(GF5)和APDPF(AF5)。通过分子对接发现三者与髓过氧化物酶(MPO)结合能最低(-8.6至-8.1 kcal/mol)，实验证实其可显著降低HepG2细胞内ROS水平（最高降38.56%），抑制MAPK通路磷酸化。该研究为开发天然抗氧化剂提供了新思路，论文发表于《Journal of Future Foods》。

　　

鲟鱼作为古老鱼类，全球养殖产量快速增长，但其加工过程中会产生占体重40-50%的副产物，包括内脏、骨骼和鳃等。这些副产物常被丢弃或用作饲料，造成资源浪费和生态压力。其中鳃组织约占体重2%，蛋白质含量高达68.12%（干基），却长期未被有效利用。与此同时，氧化应激作为糖尿病、心血管疾病等慢性非传染性疾病的主要风险因素，其关键介质髓过氧化物酶(MPO)过度活化会导致组织损伤。虽然合成抗氧化剂如BHT成本低廉，但潜在毒性限制了应用，而海洋源抗氧化肽因其独特氨基酸组成和安全性备受关注。

为开发鲟鱼鳃的高值化利用途径，江苏大学的研究团队通过酶解工艺制备鲟鱼鳃蛋白水解物(SGPHs)，采用超滤、凝胶色谱和RP-HPLC三级分离技术，从1396种肽段中筛选出活性最强的三个五肽：FPGLP(FP5)、GIPGF(GF5)和APDPF(AF5)。分子对接显示它们与MPO结合能显著低于文献报道的 tuna skin 肽段(-7.1 kcal/mol)，其中FP5通过GLU-102等三个氢键阻断MPO催化腔入口。细胞实验表明，50 μM剂量下三者可使H₂O₂损伤的HepG2细胞存活率提升18.8-30.7%，ROS水平降低33.75-38.56%，凋亡率下降14.43-22.41%。机制研究发现其能抑制ERK/JNK/p38磷酸化，尤其对JNK通路抑制率达45.38%。

关键技术包括：1）采用胰蛋白酶和木瓜蛋白酶分步酶解获得DH为18.02%的水解物；2）通过3 kDa超滤膜分离出活性最强的<3 kDa组分；3）结合G-25凝胶色谱和RP-HPLC进行分级纯化；4）LC-MS/MS鉴定出1396种肽序列；5）基于PeptideRanker和ToxinPred筛选非毒性高活性肽；6）建立H₂O₂诱导的HepG2细胞氧化损伤模型；7）运用流式细胞术检测凋亡率；8）Western blot分析MAPK通路蛋白表达。

主要研究结果：

3.1 基础组分分析

鲟鱼鳃蛋白含量达13.88%（湿基），重金属含量符合国标，氨基酸组成显示胶原蛋白特征（Gly占19.7%，Pro+Hyp达16.64%），疏水氨基酸占比42.46%，为抗氧化肽的理想来源。

3.3 超滤分离

<3 kDa组分(PH-3)的ABTS和DPPH清除率分别达80.86%和84.45%，显著高于大分子组分，符合小肽更易暴露疏水残基的特性。

3.4 色谱纯化

G-25分离的F2组分在400 μg/mL时细胞保护作用最强，经RP-HPLC进一步分离得到的F2-10组分使细胞存活率提升至79.08%。

3.5 肽段鉴定

从F2-10中鉴定出的FP5/GF5/AF5均含C端Phe残基，PeptideRanker评分0.95-0.97，经BIOPEP数据库比对确认为新型胶原源肽。

3.6 分子对接

三者与MPO关键位点（HIS-95/ARG-424等）形成氢键网络，可能通过阻碍H₂O₂/Cl^-进入活性中心抑制HOCl生成。

3.7 细胞保护

50 μM肽处理使H₂O₂损伤细胞的ERK/p-ERK、JNK/p-JNK、p38/p-p38磷酸化水平分别降低7.11-25.08%、45.18-45.38%和11.63-20.75%。

该研究首次揭示鲟鱼鳃胶原肽通过"MPO抑制-ROS清除-MAPK通路调控"三重机制发挥抗氧化作用。相比传统陆源肽，这些海洋衍生五肽具有分子量小（489-545 Da）、安全性高（经ToxinPred验证）、作用靶点明确等优势。从应用角度看，研究不仅为鲟鱼加工副产物高值化利用提供了理论依据，所建立的"酶解-膜分离-色谱纯化-活性预测"技术路线也为其他水产副产物开发提供了参考范式。未来研究可进一步考察这些肽段在复杂食品体系中的稳定性，以及通过微胶囊化等技术提高其生物利用度。论文发表于《Journal of Future Foods》，体现了食品科学与生物医学的交叉创新，为开发兼具保鲜功能和健康益处的食品添加剂开辟了新途径。