1. 研究目的与意义
随着生活水平的提高,肥胖逐渐成为世界性问题,发达国家约有1/3的成年人患有肥胖,肥胖和超重人群糖尿病患病率逐渐上升,有研究表明,肥胖与2型糖尿病之间存在独立的正相关关系,高水平的肥胖可能会增加患糖尿病的风险。肥胖是由能量摄入和支出不平衡引起的代谢综合征,除增增加如高血脂,动脉粥样硬化和心血管等疾病外,同时,肥胖还会导致心理问题,如抑郁、焦虑和自卑。因此,迫切需要采取合理的措施预防和治疗由于脂代谢异常带来的并发症。
泥鳅(学名:Misgurnus anguillicaudatus)是鳅科、泥鳅属鳅类,栖息于河流、湖泊、沟渠水田、池沼等各种浅水多淤泥环境水域的底层。昼伏夜出,适应性强,可生活在腐殖质丰富的环境内,肉质鲜美,富含蛋白质和多种维生素。作为一种优质动物蛋白,脂肪含量和胆固醇低,其必须氨基酸含量非常接近WHO/FAO模式,含有大量不饱和脂肪酸和泥鳅多糖、多肽、超氧化物歧化酶等多种生物活性物质,在抗氧化、免疫调节。清除氧自由基、抗癌防衰、抗炎护肝、降糖除脂预防心脑血管疾病等方面都有积极作用。目前,人们对于泥鳅的功能特性研究主要集中在对泥鳅粘液功能因子方面,如凝集素、抗菌肽、泥鳅多糖的提取分离,超氧化物歧化酶等等,但对泥鳅丰富的蛋白质资源却研究甚少。
本文以泥鳅蛋白为原料,运用酶解技术制备泥鳅多肽、经超滤、凝胶过滤等技术分离纯化得到泥鳅多肽。通过以棕榈酸盐(钠)(palmiticacid,PA)诱导的HepG2细胞和高脂饮食 (highfat diet,HFD)喂养的野生型小鼠分别作为体外和体内实验模型,探讨泥鳅多肽对脂代谢紊乱的调节作用,探究其可能潜在的机制,寻求其最佳加工方式,实现泥鳅资源高值化利用。
2. 研究内容和预期目标
研究内容:
酶解泥鳅蛋白是泥鳅蛋白的部分水解产物,其总氮含量达11 %左右,主要含有多肽和丰富的游离氨基酸。本课题以泥鳅蛋白为原料,通过不同的酶解方式,制备降脂活性肽,先通过体内降脂模型评价泥鳅多肽的降脂活性,然后通过细胞模型评价多肽的抑制癌细胞增殖的作用,最后利用膜分离技术、凝胶层析分离技术及半制备型和分析型RP-HPLC 等手段对目标肽段进行分离纯化,最终借助液质联用技术LC-MS/MS 对目标肽段的氨基酸序列进行鉴定。
解决的关键问题:
3. 国内外研究现状
肥胖是一种能源内稳态失衡的结果,是能量摄入超过能量消耗,多余的能量储存在脂肪,进而导致肥胖。脂肪组织在体内以甘油三酯的形式储存,当膳食摄取的能量持续超过能量消耗时,脂肪组织会通过现有脂肪细胞的增厚和新脂肪细胞的产生而扩张,导致肥胖。肥胖、非酒精性脂肪肝病(NAFLD)和 2 型糖尿病(T2DM)是近几十年来发达国家和发展中国家的主要代谢性疾病,其原因主要是过量的能量摄入以及其他致病因素。肥胖提高了 NAFLD、T2DM、心血管疾病和某些癌症的患病风险。超过 90%的肥胖病人和 70%的 T2DM 患者均患有 NAFLD。NAFLD 影响着 30 - 40%的成年人,约 2.4 -12.8%患者的 NAFLD-肝硬化发展为肝癌。
随着医学和生物技术的发展,多肽和蛋白类药物开始不断涌现,其本身的天然特性决定其具备药效高、易代谢、不易蓄积中毒、副作用低等众多优点,相关的药物研发已成为热点。生物活性肽是指对生物机体的生命活动有益或具有生理作用的肽类化合物,与蛋白质相比,活性肽具有良好的加工性能。它具有良好的理化性质和水合性质,具有良好的溶解性和“三低”性能,即粘度低、凝胶性低、发泡性低。作为基础营养物质,活性肽的生物利用率高,比氨基酸更易吸收,同时具有调节人体生理机能的功效,是原蛋白质及其所组成的氨基酸所不具备的。
随着泥鳅养殖产业的不断发展,泥鳅资源的开发和利用成为研究热点,作为高蛋白低脂肪的美味营养品,泥鳅具有重要的营养保健功能和临床药用价值,其含有泥鳅多糖、多肽、凝集素、抗菌肽、超氧化物歧化酶、透明质酸等多种活性物质,具有抗氧化、抗肿瘤、抗病毒、抗癌、降血糖、降血压、免疫调节、防衰老等重要的功能。目前对泥鳅的研究主要集中在泥鳅多糖、微量元素等方面。泥鳅多糖具有免疫调节作用,张晨晓等人研究了泥鳅多糖可以促进小鼠脾脏淋巴细胞和臣噬细胞的增殖,泥鳅多糖可以抑制肿瘤细胞和的增殖。周军等人研究了泥鳅多糖对小鼠耐缺氧的作用,结果显示泥鳅多糖可显著延长小鼠游泳时问和爬杆时间。泥鳅多糖是泥鳅及其粘液具有抗炎作用的活性成分之一,其抗炎作用机制可能与清除活性氧自由基和抗氧化作用有关。采用H202/Fer2 体系对泥鳅多糖清除羟基自由基以及邻苯三酚自氧化体系清除超氧阴离子自由基的能力进行检测,结果征明,泥鳅分泌多糖具有清除羟基自由基和超氧阴离子自由基的能力,并且清除超氧阴离子自由基能力尤其明显。此外,泥鳅多糖还有保护肝损伤、降血糖血脂等功效。目前对泥鳅多糖的研究已经较为透彻,而对泥鳅体内丰富蛋白质资源的研究却报道尚少。大量具有生物活性的肽类通过对食物蛋白适当酶解或加工而获得,所得产物不仅安全性好,而且生物活性高,易于进行工业化生产,越来越受到科学家和各国政府的关注。因此利用食物蛋白资源生产生物活性肽具有良好的市场应用前景。
4. 计划与进度安排
(1)完成上述任务的具体方案和主要流程如下:
阅读好收集的资料→了解国内外研究现状→完成开题报告→准备实验材料→正式实验→实验结果与记录→论文初稿→论文修改与定稿→答辩
(2)具体的实施日程表如下:
5. 参考文献
[1] 马思彤. 2020体外模拟胃肠消化及碱性蛋白酶处理_省略_蛋清肽抗氧化活性差异及肽序列解析[J]. 刊名缺失, 出版年缺失, 卷缺失(期缺失): 页码范围缺失.
[2] 白怡博. 壳寡糖对脂代谢紊乱的调节作用及其可能机制的研究[J]. 刊名缺失, 出版年缺失, 卷缺失(期缺失): 页码范围缺失.
[3]佚名. 泥鳅蛋白源ACE抑制肽的酶法制备及其降压活性研究[J]. 刊名缺失, 出版年缺失, 卷缺失(期缺失): 页码范围缺失.
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