基于计算机筛选与量子计算的鱼鳔黄嘌呤氧化酶抑制肽分离鉴定及其抗高尿酸血症机制研究

本文创新性地结合酶解技术、计算机模拟（in silico screening）与密度泛函理论（DFT）计算，首次从淡水鱼（银鳙）和药用鱼（鮸鱼）鱼鳔中鉴定出四种新型黄嘌呤氧化酶（XO）抑制肽（EFF/DSLGF/EQGF/PSGPQ）。研究发现这些肽通过氢键/疏水相互作用和阳离子作用与XO活性位点结合，其中苯丙氨酸（Phe）残基和特定羰基是关键活性位点。体外实验证实其抑制率最高达47.54%（IC50 9.08 mg/mL），为开发天然抗高尿酸血症（HUA）功能食品提供了新思路。

　　

Highlight

本研究突破性地采用多学科交叉策略，通过酶解优化、计算机辅助筛选和量子化学计算的三维研究体系，揭示了鱼鳔来源肽对抗高尿酸血症的关键分子机制。

Materials and reagents

实验材料包含湖北洪湖产的淡水银鳙鱼鳔和广西北海产的药用鮸鱼鱼鳔。关键试剂包括黄嘌呤氧化酶（XO，CAS 9002-17-9）、3,3',5,5'-四甲基联苯胺（TMB）等，均购自Macklin公司。

TCA-soluble peptide content and MWD analysis

如图1A所示，碱性蛋白酶（alcalase）水解产生的三氯乙酸（TCA）可溶性肽含量显著高于胃蛋白酶（SGID）（银鳙组：26.93% vs 18.75%，p<0.05）。分子量分布分析显示alcalase水解物中<1 kDa小肽占比最高，这与其更强的XO抑制活性呈正相关。

Conclusion

本研究成功构建了"酶解-虚拟筛选-量子计算-体外验证"的四步研究范式，首次发现银鳙鱼鳔肽EFF（抑制率47.54%）和鮸鱼鳔肽EQGF（40.13%）通过苯环π-π堆积和氢键网络作用于XO活性口袋，为开发新一代天然降尿酸制剂奠定了理论基础。