基于分子对接的海水鱼ACE抑制三肽鉴定及作用机制研究

发布时间：2020-06-17 21:53

【摘要】：本文以大黄鱼、虹鳟和弹涂鱼蛋白为原料,借助在线数据库进行虚拟酶解,对所得三肽的生物活性、水溶性和ADMET(吸收、分布、代谢、排泄和毒性)性质进行预测,并结合分子对接技术筛选出具有血管紧张素转化酶(ACE)抑制活性的7个三肽WAR、WQR、EGF、HGR、LEW、VDF和IDF。通过分子对接对其分子机制进行研究,并建立了药效团模型,旨在为海洋鱼类蛋白资源的利用以及活性肽应用研究提供理论依据。主要研究成果如下:1.通过在线工具ExPASy PeptideCutter对大黄鱼肌联蛋白、虹鳟伴肌动蛋白、大黄鱼胶原蛋白、大黄鱼伴肌动蛋白和弹涂鱼伴肌动蛋白进行虚拟水解,利用PeptideRanker、Innovagen、ToxinPred和admetSAR程序对获得的1221个三肽的生物活性、水溶性、毒性和ADMET性质进行预测,并结合分子对接筛选得到7个具有体外高ACE抑制活性的三肽WAR、WQR、EGF、HGR、LEW、VDF和IDF,其体外ACE抑制活性IC_(50)值分别为31.17±0.79、231.33±0.02、474.65±0.08、106.21±0.52、193.36±1.06、439.27±0.09和423.00±9.68μM。2.ACE抑制三肽WAR、WQR、EGF、HGR、LEW、VDF和IDF主要与ACE的氨基酸Tyr520、Tyr523、His353、His387、His513、Lys511、Gln281、Asp377、Asp415、Glu162、Glu376、Glu384、Ala356和Ala354形成氢键相互作用,与氨基酸Val379、Val380、Val518、Ala356、His383和His387形成疏水相互作用,与Asp377、Asp415、Lys511、Tyr523、His383、Glu162、Glu376、Glu384、Glu376、Glu411和Zn701形成电荷相互作用。当三肽与ACE的活性口袋S’_1中的Glu162相互作用时,其抑制活性显著增强。3.以ACE抑制三肽为研究对象,构建了HipHop药效团模型。Hypothese 1为最佳药效团模型,由1个正电离子中心、1个负电离子中心、1个疏水中心和1个氢键供体组成,该药效团能够较好的识别测试集中的活性分子和非活性分子。依据Hypothese 1模型对ACE抑制三肽HGR进行结构改造,改造获得的小分子HGR 6与Hypothese 1匹配度较高。结果表明,Hypothese 1中负电离子特征对于三肽ACE抑制活性具有重要作用。
【学位授予单位】：渤海大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TS254.1
【图文】：

基于分子对接的海水鱼 ACE 抑制三肽鉴定及作用机制研究通过分子对接技术阐明 ACE 抑制肽与 ACE 的结合模式与分子机制，有望为 ACE抑制肽作用的分子机理提供重要理论依据。1.5.2 研究内容本课题利用虚拟筛选的方法，结合分子对接技术获得具有潜在高活性的海水鱼蛋白源 ACE 抑制三肽，利用 RP-HPLC 法验证所获三肽的体外 ACE 抑制活性基于 Discovery Studio 2017 R2 Client 的分子对接模拟 ACE-抑制剂的结合模式，阐明ACE抑制肽与ACE之间的相互作用位点和模式。以ACE抑制三肽为研究对象，建立药效团模型。基于最佳药效团模型对本实验中获得的 ACE 抑制三肽进行改造旨在为海洋鱼类蛋白资源的利用以及活性肽应用研究提供理论依据。技术路线见图 1-1。

虹鳟、弹涂鱼 EGF 474.65±0.08虹鳟、大黄鱼、弹涂鱼 HGR 106.21±0.52大黄鱼 LEW 193.36±1.06虹鳟 VDF 439.27±0.09弹涂鱼 IDF 423±9.68研究最终鉴定 7 个三肽 WAR（图 2-1）、WQR（图 2-2）、EGF（图 2-3）、HGR（图 2-4）、LEW（图 2-5）、VDF（图 2-6）和 IDF（图 2-7），利用 RP-HPLC 法测定其体外 ACE 抑制活性（表 2-11），其 IC50值分别为 31.17±0.79、231.33±0.02、474.65±0.08、106.21±0.52、193.36±1.06、439.27±0.09 和 423.00±9.68 μM。由 ACE抑制活性验证结果可知，从海水鱼中筛选的 ACE 抑制三肽 WAR、WQR、EGF、HGR、LEW、VDF 和 IDF 具有良好的体外 ACE 抑制活性，证明海水鱼是 ACE 抑制肽的良好来源，这些 ACE 抑制肽能够被胃肠道直接吸收利用发挥其具有的生物活性功能，对开发改善高血压的保健品或者制备具有降血压的药物具有十分重要的意义和应用价值。

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本文编号：2718215