微藻是一种生长迅速的光合微生物,能够产生用于食品、能源和废水修复的生物质和生物活性代谢物。全球蛋白质需求的不断增长和环境可持续性的担忧推动了人们对替代蛋白质来源的兴趣。微藻代表了一种极具前景且可扩展的选择,因为它们具有高产率、资源需求少以及适应各种培养系统的特点(Wang et al., 2025)。诸如小球藻等物种被认为是可持续的,因为它们可以在不与耕地竞争的情况下进行培养(Ampofo & Abbey, 2022; Ashraf et al., 2025)。C. pyrenoidosa因其高蛋白含量、良好的氨基酸谱和一般认为安全(GRAS)的地位而日益受到关注(Martínez-Ruiz et al., 2025; Wu et al., 2023; Bakshi et al., 2025)。这些特征使其成为具有多种潜在应用价值的生物活性肽的有前景来源(García Encinas et al., 2025)。
源自小球藻的生物活性肽表现出多种生物活性,包括抗氧化、抗菌、金属螯合、抗高血压和免疫调节作用(Karabulut et al., 2024)。免疫调节肽通常较短,由 2-10 个氨基酸组成,既包含疏水残基也包含亲水残基。Pro、Lys 和 Arg 残基的存在尤为重要,因为它能增强生物活性并促进与免疫细胞的相互作用(Santiago-López et al., 2016)。先前的研究表明,免疫调节活性通常与带正电荷的氨基酸有关,包括精氨酸、赖氨酸和组氨酸(Rivera-Jiménez et al., 2022)。小球藻-11 肽通过调节免疫系统和抑制 LPS 诱导的 NO 产生而表现出抗炎特性,使其在免疫疗法和管理炎症性疾病方面具有益处(Cherng et al., 2010; Shih et al., 2013)。尽管已报道了几种源自微藻的免疫调节肽,但只有少数得到了详细记录。鉴定出了五种来自 Synechococcus sp. VDW 的抗炎肽,包括 VVVLRDGAVQQLGTPR、AILQSYSAGKTK、ALNKTHLIQTK、LLVHAPVK 和 IPDAHPVK(Suttisuwan et al., 2019),突显了微藻来源肽用于免疫调节的潜力。这些发现为在本研究中鉴定和评估源自小球藻的免疫调节肽提供了参考。两种源自微藻Navicula incerta的肽,VEVLPPAEL 和 PGWNQWFL,显示出与 HepG2/CYP2E1 细胞的体外活性(Kang et al., 2012)。然而,尽管对免疫调节肽的兴趣不断增加,但关于源自小球藻的生物活性肽的研究仍然有限,其免疫调节潜力需要进一步探索(Chatterjee & Sivashanmugam, 2024)。因此,本研究旨在鉴定源自C. pyrenoidosa的肽并调查其免疫调节活性,为将其作为功能性食品原料的潜在应用提供见解。
Dai 等人 和 Xu 等人 探讨了免疫调节肽,通过体外和体内实验模型探索其结构 - 功能关系。此外,巨噬细胞和淋巴细胞通常用于评估免疫调节作用,因为巨噬细胞是先天和适应性免疫反应的关键调节者。这些细胞通过执行吞噬作用、产生细胞因子和呈递抗原来促进宿主防御(Dai et al., 2014; Xu et al., 2014)。包括分子对接在内的计算方法是实验方法的补充,通过预测肽靶点并阐明免疫调节机制,有效地将肽结构与生物功能联系起来。
尽管众多研究集中在开发不同食物来源的功能肽,但关于源自小球藻的免疫调节肽及其潜在分子机制的信息有限。本研究使用体外模型系统地调查了 CPP 的结构特征和免疫调节活性。分离并鉴定了生物活性最强的 CPP 组分,并评估了它们对巨噬细胞活化、淋巴细胞增殖和细胞因子调节的影响。进一步进行了分子对接分析,以探索这些肽与关键免疫受体 TLR4 和 MHC-II 之间的结合相互作用,为了解其潜在的免疫调节机制提供见解。本研究为 CPP 介导的免疫调节的分子基础提供了新的见解,并突出了源自C. pyrenoidosa的肽作为有前景的功能性食品原料或免疫健康应用营养保健品候选者的潜力。