基于Caco-2细胞模型的蛋清肽结构与完整吸收关系研究

The intact absorption of peptide means that peptides are able to be absorbed without previous hydrolysis. It has important significance for function peptides. The intact absorption of the peptide with more than 3 amino acid residues has not been widely accepted, while latest research show that some of those peptides can be absorbed intactly. According to that, our research group takes the egg white peptide as the starting point; build the absorption model with Caco-2 cells, focus on the relationship between the structure of peptide and the intact absorption. This project is going to build the database of the intact peptides through the separation of egg white peptides and structure modified of the found intact absorption peptides. The mathematical model of the relationship between the structure of peptide and the intact absorption will to be built with different descriptors. Molecular docking and molecular dynamics will be used to investigate the interaction between the peptide and the important protein. The project can build the database of the intact peptides and found the well accepted relationship between the structure of peptide and the intact absorption. It will contribute to the research on the mechanism of the intact absorption.

肽的完整吸收（Intact absorption）是指某些肽可以不被消化道水解而以完整的形式被吸收。这种吸收对于功能肽在体内发挥作用有着重要的意义。鉴于目前肽的结构与完整吸收之间关系尚不明确，本项目组以蛋清肽为切入点，采用人结肠腺癌细胞（Caco-2）模拟肠道吸收，对氨基酸残基数大于3的肽的结构与完整吸收关系进行研究。在已经制备出的蛋清肽的基础上采用凝胶色谱，置换色谱等方法对完整吸收肽进行分离和结构鉴定，同时对已得到的116条功能肽进行完整吸收研究，通过以上两种方式得到完整吸收肽，通过Fomc固相合成技术进行结构改造，建立完整吸收肽谱库，采用3z、5z等描述符，建立肽的结构与表观吸收系数关系模型，采用分子模拟方法对吸收过程进行模拟，研究蛋清肽的结构与完整吸收之间的关系。本研究可建立完整吸收肽谱库，有望建立起较为公认的肽的结构与完整吸收之间关系，为食品源肽类的吸收机理研究奠定基础。

本项目主要针对蛋清源功能肽的小肠吸收问题进行研究，主要研究内容和结果如下：（1）采用原发性高血压大鼠（SHR）模型，研究蛋清源血管紧张素转化酶抑制肽的体内降血压作用，结果发现RVPSL和QIGLF的降血压作用较明显，连续灌胃4周（50 mg/kg bw）后SHR的收缩压均降低30 mm Hg以上，并且RVPSL能够降低SHR血清中Renin，AngⅡ和醛固酮的水平，下调ACE和AT1的表达，上调AT2的表达；（2）利用Caco-2细胞膜模型研究了以上功能肽的小肠吸收，结果表明QIGLF对Caco-2细胞膜较稳定，吸收动力学参数Km为32.37±12.59 mM，Vmax为1.23±0.49 uM/min cm2，最大表观渗透系数Papp为(9.11±0.19)×10-7 cm/s；TNGIIR对Caco-2细胞膜较不稳定，并且其正向吸收的Papp为(4.92±0.40)×10-6 cm/s，反向外排的Papp为(5.99±0.27)×10-6 cm/s；RVPSL对Caco-2细胞膜不稳定，吸收和外排的Papp分别为(6.97±1.11)×10-6 cm/s 和(2.52±0.08)×10-6 cm/s，吸收速率显著高于外排，膜肽酶抑制剂diprotin A能够显著降低RVPSL的降解，但对肽吸收的影响不显著；（3）吸收途径研究显示，渥曼青霉素、Gly-Sar和叠氮化钠对3条肽的吸收均无显著影响，而细胞松弛素D则能显著提高3条肽的吸收率，表明旁路渗透可能是此3条肽的主要吸收途径；（4）以RVPSL为先导序列，采用Pro替换法进行结构改造，结果发现N端Pro残基对肽吸收的影响较为明显，肽吸收率顺序为PPP-X-X>RPP-X-X>PVP-X-X>RVP-X-X (X代表Pro、Leu或者Ser)，而C端氨基酸残基对肽吸收的影响则不显著，肽的分子量和疏水性等与吸收之间无明显的相关性；对RVPSL进行结构拆分，结果显示RVPSL拆分后短肽的吸收率增大，且二肽的吸收率高于三肽和四肽；（5）分别利用Caco-2细胞膜和大鼠外翻肠囊研究了蛋清卵白蛋白经碱性蛋白酶和模拟胃肠道消化水解产物的小肠吸收情况，结果表明，虽然有较多的肽组分被降解，但仍有部分肽组分能够透过Caco-2细胞膜和大鼠外翻肠囊被完整吸收，且大鼠外翻肠囊对两种卵白蛋白肽的降解程度和吸收渗透均高于Caco-2细胞膜。