酪蛋白巨肽对食欲的影响及作用机理研究

Health consequences of overweight and obesity include increased risk for heart disease, diabetes, hypertension and certain cancers. And lots of things have been done to halt its rampant progression. Dietary intervention is the safest and most practical approach to controlling the obesity epidemic. Evidence has been accumulated indicating that protein is beneficial to healthy body weight in human subjects. The 64 C-terminal amino acids of κ-casein, known as caseinomacropeptide (CMP), are formed by chymosin (or pepsin) cleavage of κ-casein between Phe105-Met106 during the manufacture of cheese. CMP has shown to stimulate CCK release in humans. And both endogenous and exogenous CCK suppresses appetite. Therefore, the hypothesis that CMP might play a role in appetite and satiety arises. The present study has tried to address 5 questions by in vivo and in vitro experiments: 1) When provide alone, does CMP influence appetite? 2) If it does have effect on appetite, can this be explained by stimulating CCK release? 3) Metabolic kinetcs of CMP in rats after infusion. 4) Separation of a glycosylated and non-glycosylated fraction of CMP using anion-exchange chromatography. 5) Does CMP increase CCK level by directly reacting on CCK-secreting cells

肥胖症及其引发的一系列健康问题，引起人们的广泛关注。摄食调控是防止肥胖症发生的最安全、有效的方法。大量研究表明，高蛋白膳食对于人体维持健康体重具有益处。酪蛋白巨肽（CMP）是κ-酪蛋白C端的64个氨基酸所组成的多肽。人体实验证实CMP能刺激胆囊收缩素（cholecystokinin，CCK）分泌。研究表明内源和外源性CCK均能抑制食欲。因此，推测CMP可能对摄食和饱腹感调节具有影响作用。本项目在制备CMP的基础上，借助大鼠摄食实验、胰蛋白酶活性抑制实验、CCK受体拮抗剂-地伐西匹实验、CMP在体内的代谢研究、及STC-1细胞分泌CCK等实验研究，尝试解决五个问题：1）确定CMP是否影响大鼠食欲；2）如果影响食欲，研究其潜在作用机制；3）建立CMP在体内的代谢动力学模型；4）建立糖基化酪蛋白巨肽与非糖基化酪蛋白巨肽的分离纯化方法；5）探索CMP刺激CCK分泌的胞内信号途径。

本项目主要研究了喷雾干燥法制备酪蛋白巨肽（CMP）的工艺，CMP对大鼠摄食行为及胃肠道饱腹激素的影响，CMP促CCK分泌的机制，CMP体内代谢生物标志物进行鉴定及通路分析，并对CMP的同源性及结构特点进行了分析。.项目研究主要得出如下结果：.（1）确定了喷雾干燥法制备CMP的最佳工艺条件：进风温度160.8℃，风机频率为49.6 Hz，进料速度为400.8 mL/h，CMP出粉量达13.6g/200mL，感官指标评价良好。.（2）证实了灌胃CMP显著降低大鼠的摄食量，且该作用呈剂量和时间依赖性。CMP发挥抑制摄食作用的最小量是0.1g，其对摄食的调节作用并非通过保护肠道内释放因子实现，而是通过促进胃肠道饱腹激素分泌来实现的。.（3）CMP是通过直接与细胞作用刺激CCK的分泌。无论胞外是否存在Ca2+，CMP诱导的CCK分泌作用并不受影响，表明CMP促CCK分泌的作用与Ca2+依赖信号途径无关。.（4）利用代谢组学方法对灌胃生理盐水、乳清蛋白、酪蛋白及不同剂量CMP的实验鼠的血清及粪便成分进行分析，结果发现与其他组相比，灌胃CMP后大鼠血清及粪便成分存在显著差异，对其生物性标志物进行了鉴定。.（5）对CMP氨基酸序列的初步分析表明，人、牛、猪、马、山羊、绵羊、水牛这七个物种间，CMP主要结构相对保守，保守区域的氨基酸组成为MAIPPKKNQD，且该区域是CMP肽链上亲水性最强的区域。CMP肽链的主要结构为无规卷曲，仅含一个螺旋结构，不含β-折叠。.以上研究证实了CMP对食欲具有调节作用，CMP的抑制摄食作用主要由于胃肠道饱腹激素的释放。本研究进一步证实乳中蛋白质及肽在摄食及饱腹感调节中的重要作用，为此类蛋白质的研究与应用提供了理论依据。