《Food Chemistry》：Non-covalent complexes of
Chlorella pyrenoidosa antioxidant peptides with chlorogenic acid: structure-activity relationships and potential synergistic cytoprotection
编辑推荐：
•咖啡酸（CA）通过非共价结合调节栅藻蛋白水解物（CPPH）的结构和性质。•抗氧化肽（AOPs）揭示了复杂反应性背后的关键电子/氢供体位点。•AOPs-CA 的结构 - 活性关系（SAR）解释了 ABTS/DPPH/FRAP 中依赖于检测方法的协同模式。•量子参数将弱结合与反
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咖啡酸（CA）通过非共价结合调节栅藻蛋白水解物（CPPH）的结构和性质。
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抗氧化肽（AOPs）揭示了复杂反应性背后的关键电子/氢供体位点。
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AOPs-CA 的结构 - 活性关系（SAR）解释了 ABTS/DPPH/FRAP 中依赖于检测方法的协同模式。
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量子参数将弱结合与反应性增强联系起来。
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PLR-CA 在 HepG2 细胞中显示出潜在的协同细胞保护作用。
引言
氧化应激是一种有害的生理状态，源于活性氧物种（ROS）的积累超过了生物系统的清除能力（Pizzino et al., 2017）。它已被证实与各种氧化应激相关疾病的发病和进展有关（Zhang et al., 2019）。抗氧化肽（AOPs）能够清除和中和 ROS，从而减轻氧化损伤并延缓氧化应激相关疾病的进展（Zhu et al., 2023）。近年来，食品来源的 AOPs 因其安全性和从植物（Chen, Sheng, et al., 2025）、动物（Lv et al., 2025）和微生物蛋白（Ashraf et al., 2025）中的广泛可得性而受到越来越多的关注。鉴于全球食品安全问题和日益增长的蛋白质需求，探索可持续且营养丰富的替代蛋白来源刻不容缓（Moaveni et al., 2022; Sedighi et al., 2019）。在此背景下，微藻蛋白凭借其高产效率和丰富的营养谱，已成为突出的研究焦点。
栅藻（Chlorella pyrenoidosa）是一种具有显著发展潜力的新兴蛋白来源，鉴于其快速生长速率、高蛋白含量（超过干重的 50%）以及被认可为安全食品原料（Wu et al., 2023）。蛋白来源的氨基酸组成在决定衍生肽的生物活性方面起着关键作用。先前的研究报告称，栅藻蛋白富含丙氨酸（Ala）、亮氨酸（Leu）、精氨酸（Arg）、脯氨酸（Pro）和苯丙氨酸（Phe）等氨基酸，这可能有助于其抗氧化活性（Cho et al., 2024）。尽管已记录栅藻酶解物衍生的肽具有抗氧化特性（Wu et al., 2023），但其结构 - 活性关系（SAR）仍未得到充分理解。近年来，量子化学计算已成为阐明 AOPs 结构 - 活性关系的重要途径。通过优化肽结构并分析前线分子轨道、静电势（ESP）、平均局域电离能（ALIE）和福井函数（FF）等量子化学参数，这些方法能够识别 AOPs 内的关键抗氧化活性位点，并提供关于其抗氧化行为的机制见解（Chen, Xia, & Liang, 2025）。重要的是，这些分子层面的描述符也为解释肽反应性在食品系统中与小分子酚类化合物络合后如何重塑提供了有用的依据。
然而，AOPs 的实际应用往往受限于在复杂食品/生物环境中生物活性和稳定性有限。在实际应用中，微藻粉或蛋白提取物已被广泛纳入功能性食品，包括茶基饮料、果汁和植物基产品（Sidari & Tofalo, 2019）。这些食品基质也富含多酚，包括咖啡酸（CA）、咖啡酸、没食子酸、矢车菊 -3-O-芸香糖苷和漆黄素（Aloo et al., 2023）。在加工过程中，肽通常不可避免地会与多酚相互作用，这可能改变其结构和功能特性（Goswami et al., 2021; Su et al., 2017）。与共价修饰相比，非共价相互作用在较温和的条件下发生，这有助于保留肽的功能特性（Xu et al., 2024）。因此，预期可以通过多酚的非共价结合来增强 AOPs 的功能活性。大量证据表明，肽 - 多酚复合物表现出改善的物理稳定性（Li et al., 2021）和增强的抗氧化活性。在典型的膳食多酚中，CA 代表了一种高度相关的酚酸，它能与肽参与氢键和其他弱相互作用，使肽 -CA 复合物成为研究非共价条件下复合物级别结构 - 活性关系的合适模型系统（Wang, Liu, et al., 2025）。然而，大多数现有研究主要关注蛋白水解物与多酚之间的相互作用（Cheng et al., 2024; Xu et al., 2024），而单序列肽层面的研究，特别是涉及从电子角度进行的结构 - 活性关系分析，仍相对有限。因此，有必要阐明非共价相互作用如何调节单序列肽的电子反应性。
因此，本研究旨在建立栅藻 AOPs 与 CA 形成的非共价复合物的结构 - 活性关系，并评估这种络合是否诱导协同抗氧化效应以及在测试细胞条件下潜在的细胞保护相互作用。制备了栅藻蛋白水解物（CPPH）并与 CA 络合，并使用光谱和胶体技术表征了由此产生的结构和界面变化。使用 ABTS、DPPH 和 FRAP 试验定量评估了抗氧化活性和协同效应。通过液相色谱 - 串联质谱（LC-MS/MS）结合计算机筛选鉴定了代表性 AOPs，并首先建立了其结构 - 活性关系，作为解释复合物级别结构 - 活性关系的机制基础。使用量子化学计算进一步阐明了肽 -CA 相互作用和反应性重塑。最后，采用 HepG2 氧化损伤模型评估潜在的细胞保护相互作用，并将复合物级别的分子相互作用特征与生物学结果联系起来，从而为栅藻肽 -CA 复合抗氧化剂的合理设计和应用提供理论基础。
章节片段
材料和化学品
栅藻粉由陕西富丰森诺特生物技术有限公司（中国宝鸡）提供，Alcalase（200 U/mg）购自上海源叶生物科技有限公司，咖啡酸（CA，纯度≥98%）购自麦克生物科技有限公司（中国上海），8-氨基萘 -1-磺酸（ANS）、2,2'-偶氮双（3-乙基 - 苯并噻唑 -6-磺酸）（ABTS）、1,1-二苯基 -2-三硝基苯肼（DPPH）和所有其他试剂均购自阿拉丁生化科技有限公司。
CA 非共价络合诱导的 CPPH 构象重塑
我们首先验证了 CPPH-CA 复合物形成，并在水解物水平表征了 CA 诱导的构象重塑。傅里叶变换红外光谱（FTIR）结果显示，添加 CA 使 CPPH 在酰胺 A 带的吸收峰从 3343 cm
?1 移至 3426 cm
?1（图 1A），这影响了 N
H 和 O
H 的伸缩振动，表明 CPPH-CA 复合物中形成了氢键相互作用（Xu et al., 2024）。由于 CA 含有酚羟基，我们推测
结论
总之，与咖啡酸（CA）的非共价络合提供了一种有效策略，以增强并从机制上阐释栅藻肽在复合物级别的抗氧化性能。CA 络合重塑了 CPPH 构象和芳香族残基的微环境暴露，同时调节了界面/胶体特性，从而建立了单序列肽 -CA 级别结构 - 活性关系的结构基础。
抗氧化肽（AOPs）成功从
CRediT 作者贡献声明
陈志毅：写作 – 初稿、可视化、验证、软件、方法论、调查、数据管理。蒋星跃：写作 – 初稿、可视化、软件、数据管理。梁贵沼：写作 – 审阅与编辑、监督、经费获取、概念构思。
资金来源
本工作得到了国家自然科学基金（32172196）、重庆市人才计划项目（cstc2024ycjh-bgzxm0113）和重庆市技术创新与应用发展重点攻关计划（CSTB2024TIAD-KPX0014）的支持。
利益冲突声明
作者声明，他们没有已知的竞争性经济利益或个人关系，这些可能会影响本论文中报告的工作。
陈志毅|蒋星跃|梁贵沼
