富硒芜萍（Wolffia globosa）中具有抗氧化和抗癌活性的硒肽：分级分离、鉴定与功能研究

本研究针对天然抗氧化与抗癌活性成分的开发需求，通过Osborne分级技术从富硒芜萍（Wolffia globosa）中分离出硒蛋白（SePA、SePG），经Alcalase酶解获得硒肽，并系统评价其DPPH/ABTS/FRAP/ORAC抗氧化活性及对宫颈癌（C33A、SiHa）和肺癌（A549）细胞的抑制作用。结果表明硒肽显著提升自由基清除能力并降低癌细胞存活率（<60%，500 μg/mL），为功能性食品和药物研发提供新策略。

　　

癌症是全球第二大死因，据世界卫生组织统计，2022年新增病例达2000万，死亡970万例，其中肺癌发病率居首。传统化疗伴随严重副作用，包括耐药性、恶心、贫血等，促使科学界转向天然活性成分的探索。硒（Se）作为人体必需微量元素，通过掺入硒蛋白（如谷胱甘肽过氧化物酶GPx）发挥抗氧化、调节免疫和抑制肿瘤等多重功能。然而，天然硒肽资源稀缺，且其制备与机制研究尚不充分。

在此背景下，芜萍（Wolffia globosa）——一种蛋白质含量高达30–45%的水生植物——进入研究者视野。它不仅富含全部必需氨基酸，还能高效吸收环境中的硒并转化为硒氨基酸（如硒半胱氨酸SeCys和硒蛋氨酸SeMet），进而合成硒肽。但如何高效提取、鉴定这些硒肽，并验证其生物活性，成为关键科学问题。

为此，研究团队在《Applied Food Research》发表论文，通过Osborne分级分离、酶解技术、抗氧化评价体系（DPPH、ABTS、FRAP、ORAC）、细胞毒性试验（MTT法）及液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）测序，系统解析了富硒芜萍中硒肽的结构与功能。

主要技术方法概述

研究首先在含20 ppm亚硒酸钠的培养液中培育芜萍8天，获得富硒植株（硒含量126.83 μg/g）。采用Osborne分级法依次用水、盐、碱、醇溶液提取清蛋白（albumin）、球蛋白（globulin）、谷蛋白（glutelin）和醇溶蛋白（prolamin）。通过Alcalase酶解制备肽段，并利用Sephadex G-25凝胶色谱纯化。硒含量采用原子吸收光谱测定，抗氧化活性通过四大指标评价，抗癌效果以人宫颈癌细胞（C33A、SiHa）和肺癌细胞（A549）为模型采用MTT法检测，肽序列通过LC-MS/MS结合PEAKS Studio X de novo解析。

研究结果

3.1. 硒生物转化对芜萍蛋白及硒含量的影响

富硒芜萍的蛋白质含量（34.83%）显著高于普通植株（31.66%），硒积累达126.83 μg/g，表明硒促进了蛋白合成，但过量硒也可能抑制生长。

3.2. Osborne分级蛋白的硒分布

谷蛋白（glutelin）是主要蛋白组分（129.51 mg/g），但清蛋白（albumin）的硒含量最高（181.40 μg Se/g蛋白），其次是谷蛋白（112.64 μg Se/g）。这表明清蛋白和谷蛋白是硒结合的主要载体。

3.3. 酶解肽段的硒保留与水解度

Alcalase酶解后，富硒清蛋白（SePA）和富硒谷蛋白（SePG）的硒含量分别达1878.90 μg/g和1571.96 μg/g，显著高于非硒肽。水解度（DH）显示SePA为36.5%，低于普通PA（41.56%），推测硒修饰影响了酶切效率。

3.4. 抗氧化与抗癌活性

硒肽（SePA、SePG）在四大抗氧化 assay 中均表现优异：DPPH清除率55.90%和50.75%，FRAP值6.61和4.24 mg TE/g，ORAC值达259.39 mg TE/g。抗癌实验表明，500 μg/mL硒肽处理使宫颈癌和肺癌细胞存活率降至60%以下，效果显著优于非硒肽。

3.5. 硒肽氨基酸序列鉴定

LC-MS/MS鉴定出多条含硒特征氨基酸（如Met、Cys、Glu、Lys）的肽段，例如SePA中的“GELMTLSGLL”（De novo评分73%）和SePG中的“MLTTDDPAL”（评分95%）。这些肽的分子量集中在500–1000 Da，且疏水氨基酸和芳香族氨基酸占比高，与抗氧化和抗癌活性密切相关。

结论与意义

本研究成功建立了从富硒芜萍中制备高活性硒肽的技术路线。Osborne分级结合Alcalase酶解能高效释放硒肽，其显著抗氧化和抗癌活性主要归因于硒氨基酸的掺入以及特定肽序列（如含Met、Glu、Lys的疏水肽段）的协同作用。这些硒肽通过增强自由基清除能力、诱导癌细胞凋亡（可能与p38/JNK/caspase-3通路相关），展现了作为功能性食品或抗癌辅助药物的潜力。

该工作不仅为植物源硒肽的开发提供了理论依据和技术范例，更拓宽了天然产物在健康产业中的应用前景，尤其在替代传统硒补充剂、降低化疗副作用方面具有重要价值。