卵黏蛋白经胃蛋白酶水解所得生物活性肽谱:序列鉴定及其对幽门螺杆菌的抗菌活性

《Food Chemistry》:Bioactive peptides profiles from pepsin hydrolysis of ovomucin: Sequence identification and antibacterial activity against Helicobacter pylori

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月12日 来源:Food Chemistry 10.4

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   摘要卵黏蛋白(OVM)是一种黏稠的糖蛋白,是工业蛋清溶菌酶生产的副产品。尽管OVM对胃病原体幽门螺杆菌(Helicobacter pylori)显示出潜力,但关于其胃蛋白酶衍生肽的系统研究仍然有限。在本研究中,OVM在pH 3.0下经受胃蛋白酶处理,获得了一种在胃条件下保持稳

  

摘要

卵黏蛋白(OVM)是一种黏稠的糖蛋白,是工业蛋清溶菌酶生产的副产品。尽管OVM对胃病原体幽门螺杆菌(Helicobacter pylori)显示出潜力,但关于其胃蛋白酶衍生肽的系统研究仍然有限。在本研究中,OVM在pH 3.0下经受胃蛋白酶处理,获得了一种在胃条件下保持稳定的混合肽组分(POVMp)。通过质谱鉴定肽序列,随后进行计算机模拟性质预测,并评估水解产物对幽门螺杆菌的抑制活性。共鉴定出121种分子量在1至3 kDa之间的POVMp肽。基于序列的分析表明,POVMp主要由具有膜和蛋白质双亲水性的阳离子肽组成。POVMp对幽门螺杆菌的最小抑制浓度(MIC)为125 μg/mL。在机制上,POVMp使幽门螺杆菌细胞膜去极化,诱导形态转化,并破坏膜完整性。转录组测序进一步揭示,POVMp下调了与能量代谢和鞭毛合成相关的基因。这些变化导致细菌活力和运动性的降低。一致地,POVMp显著抑制了生物膜形成和运动性,并降低了细胞内ATP水平(p < 0.05),如功能测定所证实的。这些发现将POVMp定位为一种食品级生物活性成分,可用于功能性食品中,作为对抗幽门螺杆菌的辅助或预防性支持。本研究还为蛋行业副产品的增值利用提供了一种策略。

引言

卵黏蛋白(OVM)是一种高度糖基化、黏稠的蛋清蛋白,约占总蛋清蛋白的3.5%,这一比例与溶菌酶相当(Abeyrathne et al., 2013)。它是全球液态蛋清和溶菌酶生产过程中产生的主要副产品(Abeyrathne et al., 2014; Hiidenhovi et al., 2002)。由于具有高内禀黏度,大量OVM通常被丢弃(Xiao et al., 2021)。这种未充分利用不仅代表经济损失,也是蛋加工行业的环境负担。因此,开发OVM的增值应用对工业和环境均具有重要意义。
OVM具有类似黏蛋白的糖蛋白结构,据推测参与与某些细菌的抗黏附相互作用(Lang et al., 2006; Sun et al., 2022)。然而,其完整形式黏度极高且溶解度差,限制了其直接应用。酶解已成为一种将食品加工副产品转化为具有可测量生物活性的功能性成分的有效策略。例如,OVM的水解产物已被证明具有抗氧化、抗炎或抗菌特性(Chang et al., 2013; Sun et al., 2016)。这种方法能够将低价值废物流转化为具有明确分子量分布和可重复功能特性的肽混合物,符合循环经济和可持续食品制造的原则。
为了评估OVM衍生肽的功能潜力,我们选择幽门螺杆菌作为代表性的胃病原体进行体外测试。选择幽门螺杆菌作为测试生物体,并非因为预计POVMp能匹敌临床抗生素的效力,而是因为它代表了一种特征明确的胃病原体和严格的模型,急需安全的食物辅助剂。幽门螺杆菌相关的高治疗难度和不断上升的抗生素耐药性,为探索可能提供互补益处的食品来源成分创造了一个引人注目的背景(Park et al., 2024)。其成熟的运动性和生物膜形成测定方法允许进行严格的机制研究(Yi et al., 2025),而其胃部生态位与食品成分的口服应用背景直接一致。即使是针对这种具有挑战性的病原体表现出中等活性,也为卵黏蛋白衍生肽的生物活性提供了有意义的概念验证。已报道了多种具有抗幽门螺杆菌活性的食品来源肽;例如,胃蛋白酶水解的牛乳清蛋白表现出浓度依赖性抗幽门螺杆菌活性(Wan et al., 2022),据报道,玉米蛋白衍生肽可抑制幽门螺杆菌对GES-1细胞的黏附(Li et al., 2024)。重要的是要注意,幽门螺杆菌在这里作为科学模型,而不是临床靶点。
我们之前的研究表明,完整的OVM可以与幽门螺杆菌尿素酶结合并抑制其活性(Tu et al., 2020; Wan et al., 2024),提示了其潜在的抗幽门螺杆菌作用。然而,水解OVM的理化性质及其对幽门螺杆菌的潜在抗菌作用仍不清楚。在本研究中,我们从OVM制备了一种胃蛋白酶衍生肽混合物,命名为POVMp,通过LC-MS/MS表征其肽谱,并使用体外测定和转录组分析相结合的方法评估其对幽门螺杆菌的功能活性。目标是要确定未充分利用的蛋加工副产品OVM是否可以转化为具有可测量胃部相关活性的生物活性成分。结果蛋源功能性成分的开发提供了新的见解。

章节片段

OVM的制备

将新鲜蛋清与五倍体积的0.1 mol L?1 NaCl溶液混合,轻轻搅拌30 min。用0.1 mol L?1 HCl将pH调节至6.0。在4 °C过夜储存后,混合物在4 °C下以6000g离心15 min,弃去上清液。将沉淀重新悬浮于0.5 mol L?1 NaCl(pH 6.0)中并搅拌30 min,在4 °C下静置6 h,然后在4 °C下以6000g离心20 min。沉淀用蒸馏水洗涤并离心

POVMp的鉴定与特性预测

在液相色谱分离和MS/MS分析之后,通过数据库搜索和肽重建,总共鉴定出121条高置信度肽序列,质量误差在±20 ppm以内。相对丰度由MS信号强度计算得出,并使用R包Peptides预测了每种肽的等电点(pI)、pH 7和pH 3下的净电荷、理论分子量(Theo. MH+,kDa)、疏水性和Boman指数。m/z值,

结论

在本研究中,我们研究了卵黏蛋白(OVM)的增值——作为工业蛋清和溶菌酶生产的主要副产品——通过胃蛋白酶水解获得一种胃稳定肽混合物(POVMp)。肽组学分析鉴定出121种具有预测双亲水性和膜相互作用特性的阳离子肽。功能表征表明,POVMp具有可测量的抗幽门螺杆菌活性,MIC为125 μg/mL,这在...

CRediT作者贡献声明

邓展飞:写作-审阅与编辑,写作-原稿起草,可视化,软件,调查,形式分析。 赵雨婷:方法学,调查。 施雨悦:方法学,调查。 吕新:监督,资源。 山媛媛:监督,项目管理,调查,概念化。

未引用的参考文献

Hathroubi, Zerebinski and Ottemann, 2018
Liu, Miao and Zheng, 2024
Malfertheiner et al., 2016
Tran et al., 2004

利益冲突声明

作者声明他们没有任何已知的竞争财务利益或个人关系可能会影响到本文所报告的工作。

致谢

作者衷心感谢新疆维吾尔自治区科技重大专项提供的资金支持(2022A02006-4)。
邓展飞|赵雨婷|施雨悦|吕新|山媛媛
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