菜籽源“锌(Ⅱ)螯合肽”的定量构效关系研究

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锌(Ⅱ)螯合肽是Zn2+离子的配位体,可以做为新型微量元素补充剂的载体,也是当前关注的研究热点之一。然而对于锌(Ⅱ)螯合肽的构效关系尚不清晰,为此,本课题通过定量构效关系方法(Quantitative Structure-Activity Relationship,QSAR)来探究锌(Ⅱ)螯合肽的结构与活性之间的关系。本文根据前期从菜籽蛋白水解物中分离纯化得到一条高活性锌(Ⅱ)螯合肽ASH,进行序列替换,人工化学合成了共88条三肽和四肽,测定其相对螯合率,并收集18种氨基酸描述符,建立锌(Ⅱ)螯合肽数据库和氨基酸描述符数据库。锌(Ⅱ)螯合肽数据库的61条三肽用18种氨基酸描述符进行结构表征,采用偏最小二乘法进行回归分析,建立定量构效关系模型。其中氨基酸描述符Z、VHSE、SZOTT、FASGAI、HESH表征建立的模型符合要求,FASGAI建立的模型最为优良(R~2=0.8580,Q~2=0.6479,R~2ext=0.8420)。根据描述符FASGAI的QSAR模型结果分析,三肽序列中,N1的位置对活性的影响最大(N1>N2>C1),其中较低立体属性的氨基酸残基能够提高锌(Ⅱ)螯合肽活性。序列长度不同的数据库,采用两端排序法将长度不等的多肽进行统一,18种氨基酸描述符进行表征,采用偏最小二乘法进行回归分析,其中符合建模要求的氨基酸描述符有:Z、VSGE、VHSE、SZOTT、TEN、FASGAI、HESH和ST,比较得出FASGAI建立的模型更加的稳定(R~2=0.8664,Q~2=0.7595,R~2ext=0.8420)。根据FASGAI建立的模型结果,C3的VIP值最高,表明了序列中C3位置对活性的影响最大,其中属性贡献大小依次是立体属性>综合特性>局部弹性,综合得出C3、N3在多肽序列中是主要影响锌(Ⅱ)螯合肽活性的位置,其中较低的立体属性有利于提高锌(Ⅱ)螯合肽的活性。选用胰蛋白酶、胃蛋白酶、糜蛋白酶和蛋白酶K为水解酶,虚拟水解菜籽源蛋白序列得到113条多肽,筛选出三肽和四肽,利用模型的回归方程计算预测值,选取9条拟高活性的多肽(GCCT、SCGT、CGV、PGCA、DGE、GDT、SGN、CSGV、DGQV),在测定实际活性值中,除了样本DGE、SGN测定值与预测值相差较多,其余7个样本的预测值与测定值之间拟合较好,并且活性较高,验证模型预测能力较强,可用于对菜籽源锌(Ⅱ)螯合肽以及其它食源性锌(Ⅱ)螯合肽的快速筛选。
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