Компьютерное моделирование оценки ингибирующих панкреатическую липазу пептидов в белке крови верблюда
В последние годы, с повышением уровня жизни людей и изменением пищевых привычек, гиперлипидемия (ГЛП) постепенно становится "убийцей номер один", угрожающим здоровью человека. Это заболевание вызвано дисрегуляцией липидного обмена в организме. Учитывая тесную взаимосвязь между всасыванием холестерина и липидным обменом, путь всасывания холестерина стал важной целью вмешательства для лечения гиперлипидемии, которое может эффективно предотвратить гиперлипидемию путем снижения всасывания холестерина в кишечнике. Липиды, поступающие с пищей, сначала гидролизуются панкреатической липазой, расщепляются на жирные кислоты и моноглицериды, образуют мицеллы с холестерином, желчными солями и т.д., и, наконец, всасываются клетками кишечника. Поэтому эффективное ингибирование активности панкреатической липазы (ПЛ) может уменьшить всасывание липидов в организме, облегчить состояние из первоисточника и предотвратить заболевания. Некоторые препараты, представленные на рынке, имеют определенные побочные эффекты, которые могут вызывать дискомфорт у пациентов. Поэтому актуальной является разработка биоактивных веществ природного происхождения, которые помогут в лечении гиперлипидемии.

Биоактивные пептиды в последние годы стали предметом пристального внимания исследователей благодаря широкому спектру источников и высокому коэффициенту безопасности. Верблюжья кровь отличается высоким содержанием белка: общее содержание белка в ней составляет 6,80 г/дл, а содержание гемоглобина - 141,11 г/л, что выше, чем у других видов домашнего скота. Она также содержит богатое разнообразие аминокислот, соответствующее рекомендованным значениям ВОЗ/ФАО/Союза ООН, и является потенциальным источником высококачественных биоактивных пептидов. Исследования показали, что гидролизаты протеазы крови верблюда обладают противоутомляющим, антиоксидантным и снижающим кровяное давление действием. Таким образом, получение ингибирующих панкреатическую липазу пептидов из белка крови верблюда имеет определенную исследовательскую ценность.

В данном исследовании для гидролиза белка верблюжьей крови использовалась нейтральная протеаза, а для оптимизации процесса ферментативного гидролиза в качестве оценочного показателя применялась скорость ингибирования панкреатической липазы. Для определения молекулярно-массового распределения пептидов верблюжьей крови использовалась матричная лазерная десорбция/ионизация с масс-спектрометрией (MALDI-TOF-MS), а для идентификации и анализа пептидов верблюжьей крови - жидкостная хроматография-масс-спектрометрия (LC-MS). Программа PepSite2 была использована для моделирования и прогнозирования сайтов связывания, а моделирование молекулярной динамики - для оценки сайтов связывания и способов действия отобранных пептидов, что создает основу для идентификации и анализа пептидов верблюжьей крови в будущем. Изучение пептидов, ингибирующих липазу, дает основания и новые идеи для разработки и использования верблюжьей крови.

Ингибирование панкреатической липазы считается одним из важных терапевтических вмешательств при гиперлипидемии и ожирении. В данном исследовании оптимизирован процесс получения ингибирующих панкреатическую липазу пептидов из крови верблюда путем гидролиза нейтральной протеазы на основе ингибирующей активности панкреатической липазы с помощью однофакторных экспериментов и экспериментов с поверхностью отклика. В оптимальных условиях степень ингибирования панкреатической липазы пептидом верблюжьей крови составила 42,13%. Анализируя продукты ферментативного гидролиза с помощью MALDI-TOF-MS, LC-MS и биоинформатики, были выявлены три пептидных сегмента: ALERMFLGF, GQPAVPVRF и WDPSKVPPR, которые значительно связываются с панкреатической липазой. С помощью моделирования молекулярной динамики было установлено, что эти три пептидных сегмента в основном связываются с аминокислотными остатками активного сайта ПЛ посредством водородных связей и гидрофобных взаимодействий, нарушая функцию N-концевого домена клапана панкреатической липазы и ингибируя ее активность. Среди них GQPAVPVRF обладает высокой свободной энергией связывания и большим количеством водородных связей в пределах 100нс, что означает, что он может прочно связываться с 1ETH и, как ожидается, станет компонентом ингибиторов панкреатической липазы. Результаты исследования показывают, что белок верблюжьей крови может служить источником ингибирующих панкреатическую липазу пептидов. Однако результаты виртуального скрининга имеют определенные ограничения, и в будущем необходимо оптимизировать водорастворимость и пищеварительную стабильность пептидных сегментов. После искусственного синтеза необходимо проверить антигиперлипидемический эффект с помощью экспериментов in vitro и in vivo.