《Food Chemistry》:Identification of antihypertensive peptides from doenjang-meju, Korean fermented soybean, and their effects on the renin-angiotensin system
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•地衣芽孢杆菌发酵增强了ACE抑制肽的产生。•SAGPV和GDSM降低了高血压小鼠的血压。•肽的对接评分无法可靠预测ACE抑制活性。•肽抑制了RAS系统中的ACE和Ang II,并恢复了ACE2-MAS1L。•发酵大豆比未发酵大豆显示出更强的降压效果。引言高血压是全球主要健康
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地衣芽孢杆菌发酵增强了ACE抑制肽的产生。
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SAGPV和GDSM降低了高血压小鼠的血压。
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肽的对接评分无法可靠预测ACE抑制活性。
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肽抑制了RAS系统中的ACE和Ang II,并恢复了ACE2-MAS1L。
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发酵大豆比未发酵大豆显示出更强的降压效果。
引言
高血压是全球主要健康负担,也是心血管疾病的主要风险因素,包括冠状动脉疾病、中风和心力衰竭(Xu等,2021)。肾素-血管紧张素系统(RAS)在血压调节中发挥核心作用,主要通过血管紧张素转化酶(ACE)实现,该酶催化血管紧张素I(Ang I)转化为血管紧张素II(Ang II),后者是一种强效血管收缩剂,可促进血管功能障碍、炎症和心血管重塑(te Riet等,2015)。因此,ACE抑制是高血压管理的核心治疗策略(Xiang等,2024)。除了卡托普利和依那普利等合成ACE抑制剂外,食品来源的生物活性肽因其安全性和适合长期膳食干预的特点,作为天然降压药物备受关注(Xiang等,2024)。
传统大豆发酵食品,包括豆酱、酱油、豆瓣酱、豆豉和天贝,在东亚地区被广泛食用,并被认为是具有心血管益处的生物活性肽的重要来源(Dwivedi等,2024;Mun等,2017;Tachie等,2024)。这些肽是在微生物发酵过程中通过大豆贮藏蛋白的蛋白水解降解产生的,特别是大豆球蛋白和β-伴大豆球蛋白(Gong等,2025;Li等,2022;Ramlal等,2022;Sanjukta & Rai, 2016;Zhang等,2022)。与此一致,发酵大豆制品已被证实可降低自发性高血压大鼠和高脂饮食诱导的高血压模型小鼠的血压(Daliri等,2023;Kim等,2018;Park等,2024;Woo等,2023)。在大豆发酵过程中涉及的微生物中,特别是芽孢杆菌属和曲霉属物种发挥关键作用,通过分泌胞外蛋白酶高效产生低分子量生物活性肽(Fan等,2009;Woo等,2023)。许多大豆来源肽主要通过抑制ACE发挥降压作用,从而减少Ang II介导的血管收缩(Dominici等,2024;Tang等,2025;Xiang等,2024)。
尽管已从发酵食品中大量鉴定出ACE抑制肽,但仍存在若干重要空白。由于传统发酵系统的复杂性,负责产生降压肽的具体微生物种往往不清楚。此外,功能相关肽的身份及其分子作用机制,特别是它们在调节RAS系统全身性和组织特异性组分中的作用,包括血管收缩和血管舒张通路,仍缺乏充分表征。为弥补这些局限,定值微生物菌种提供了一个受控平台,可将特定微生物与肽的产生和生理功能直接关联。
在本研究中,我们使用包括地衣芽孢杆菌、米曲霉和乳肠球菌在内的定值微生物菌种,对传统韩国发酵大豆——酱醩进行发酵,这些微生物是酱醩发酵中具有代表性的微生物(Han, Baek, Choi and Jeon, 2024a, Han, Baek, Choi and Jeon, 2024b; Kim等,2022),以鉴定发酵过程中产生的降压肽。我们假设,使用特定微生物菌种发酵酱醩将产生不同的降压肽,且这些肽将通过调节RAS发挥降压作用。因此,利用凝胶过滤色谱分离生物活性肽,并通过液相色谱-四极杆飞行时间质谱(LC-Q-TOF-MS)进行鉴定,随后通过生化试验和高脂饮食诱导的高血压小鼠模型进行体内功能验证。此外,通过研究选定肽对RAS系统全身性和心脏组分的效应,探索其潜在机制。这种综合方法提供了发酵来源大豆肽调节血压的机制见解,并突出了靶向微生物发酵作为开发功能性食品和肽基营养保健品用于高血压预防和管理策略的潜力。
各部分摘要
使用定值微生物菌种进行酱醩发酵及粗肽提取物的制备
此前从酱醩中分离的米曲霉MA1、地衣芽孢杆菌MB1和乳肠球菌M215(Han等,2024a;Kim等,2022)被用作模拟醩发酵的发酵菌种。接种时,米曲霉MA1、地衣芽孢杆菌MB1和乳肠球菌M215分别在30 °C下于马铃薯葡萄糖琼脂、胰蛋白胨大豆肉汤和MRS肉汤(MBcell,韩国)中培养。收集真菌孢子和细菌细胞,用0.9%(w/v)生理盐水洗涤,并调整至106孢子/mL(
发酵酱醩粗肽提取物的制备、凝胶过滤分级及ACE抑制活性评估
从使用不同微生物菌种组合发酵的酱醩样品中提取粗肽,并在离心上清液和相应的30 kDa过滤组分中测定其浓度。上清液中的肽浓度在以米曲霉、地衣芽孢杆菌或其联合接种发酵的样品中最高,而以乳肠球菌发酵的样品中浓度最低,甚至低于那些
讨论
ACE通过将Ang I转化为Ang II在血压调节中发挥核心作用,Ang II是一种强效血管收缩剂和RAS的关键效应分子(Natesh等,2003)。因此,ACE抑制已被广泛用作筛选降压肽的主要策略(Tang等,2025)。来自食品蛋白质的众多ACE抑制肽,包括来自牛奶、鱼类和大豆的肽,已在体内显示出降压效果(Balti等,2015;Fan & Wu,2021;Jogi等
结论
本研究鉴定出SAGPV和GDSM为地衣芽孢杆菌发酵大豆过程中产生的降压肽,并证实了它们在高脂饮食诱导的高血压小鼠模型中的降压作用。这些肽与ACE活性的抑制和肾素-血管紧张素系统的调节相关,包括降低ACE和Ang II水平,以及部分恢复ACE2-MAS1保护轴。研究结果突出了整合生物化学方法的价值,
作者贡献声明(CRediT)
李在炯:方法论、调查研究、形式化分析。白珠惠:调查研究。韩东旻:撰写——初稿、可视化、方法论、形式化分析。Sneha Sunderraj:调查研究。徐炅彬:调查研究。崔大旻:调查研究。高永浩:调查研究、形式化分析。全澈玉:撰写——审阅与编辑、监督、资金支持、概念构思。
动物实验对象
本研究按照ARRIVE(动物研究:体内实验报告)指南进行。
本研究经中央大学、韩瑞大学批准。
(批准号:202501020015,HMC 2025–0–0219-07)。
利益冲突声明
作者声明不存在已知的竞争性财务利益或个人关系,这些情况可能影响本论文所报告的工作。
致谢
本研究由韩国农村发展管理局(RDA)资助的农业科学技术发展合作研究项目(项目编号:RS-2022-RD010036)和韩国农林水产食品技术规划评价院(IPET)的农业微生物组研发项目(项目编号:RS-2024-00401736)支持,该项目由大韩民国农林部资助。
李在炯|白珠惠|韩东旻|Sneha Sunderraj|徐炅彬|崔大旻|高永浩|全澈玉