研究进展 | 核桃的健康活性探讨|核桃|活性|淀粉酶|细胞|葡萄糖|蛋白

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核桃是世界著名的“四大干果”。核桃营养价值丰富，具有80%的脂肪为不饱和脂肪酸，富含Cu、Mg、K、维生素B1、B6等人体需要的微量元素。现代研究证实，核桃可以减少肠道对胆固醇的吸收，对动脉硬化、高血压和冠心病人有益，核桃有温肺定喘和防止细胞老化的功效，还能有效地改善记忆力、延缓衰老并润泽肌肤。探讨核桃的健康活性，开发相应的功能食品，为核桃的精深加工提供相应参考。

研究成果分享

PART01

核桃蛋白水解物中的抗氧化肽及其对酒精损伤的保护活性

Abstract

通过对核桃蛋白进行水解、超滤分离、RP-HPLC纯化、LC-MS/MS鉴定、分子对接筛选，最终获得3种新型抗氧化肽HGEPGQQQR（1189.584 Da）、VAPFPEVFGK（1089.586 Da）和HNVADPQR（949.473 Da）。这三种肽表现出优异的细胞抗氧化活性（CAA），EC50值分别为0.0120、0.0068和0.0069 mg/mL，优于阳性对照GSH（EC50：0.0122 mg/mL)。在乙醇损伤模型中，三种抗氧化肽将乙醇处理的细胞的存活率分别从47.36%提高到62.69%、57.06%和71.64%。分子对接结果表明，3种抗氧化肽均能有效结合Keap1、CYP2E1和TLR4蛋白。这些结果表明，核桃衍生的抗氧化肽可以作为潜在的抗氧化剂和保肝剂，应用于功能性食品中。

Conclusion

综上所述，本研究分离筛选的三种抗氧化肽HHGEPGQQQR、VAPFPEVFGK和HNVADPQR能够作用于Keap1-Nrf2通路的关键位点，从而降低氧化应激。在细胞实验中均表现出优异的细胞抗氧化活性，并能有效降低细胞内ROS水平。此外，还发现它们具有保护乙醇损伤细胞活力的能力，这可能是由于它们具有抑制氧化应激和炎症因子产生的能力。核桃蛋白水解产物和活性肽在功能食品领域具有广阔的开发前景。在后续的研究中，将探讨这三种抗氧化肽对酒精性肝损伤的保护机制及其构效关系。

Reference:

CHEN P H, HUANG P T, LIANG Y Y, et al. The antioxidant peptides from walnut protein hydrolysates and their protective activity against alcoholic injury[J]. Food & Function, 2024, 15: 5315. DOI:10.1039/d4fo00091a.

PART02

核桃多酚抑制人体淀粉消化酶和肠道葡萄糖转运

Abstract

控制2型糖尿病（T2D）的一种方法是通过减慢小肠中碳水化合物的消化和葡萄糖的吸收来降低餐后血糖峰值。食用核桃可降低患T2D等慢性疾病的风险，部分原因是核桃中的（多）酚含量高。这项研究首次评估了富含（多）酚的核桃提取物对人体碳水化合物消化酶（唾液和胰腺α-淀粉酶、刷状缘蔗糖酶-异麦芽糖酶）以及对跨完全分化的人体肠道的葡萄糖转运的抑制作用。通过Folin-Ciocalteau和LCMS分析，核桃提取物富含多种（多）酚（70%）。它对人唾液（IC：（32.2±2.5）µg核桃多酚（WP）/mL）和胰腺（IC：（56.7±1.7）µg WP/mL）α-淀粉酶具有有效抑制作用，对蔗糖酶（IC：（990±20）µg WP/mL）、麦芽糖酶（IC：（1300±80）µg WP/mL）和异麦芽糖酶（IC：（830±60）µg WP/mL）活性的影响较弱。选定的单个核桃（多）酚对人唾液α-淀粉酶的抑制顺序为：1,3,4,6-四没食子酰葡萄糖＞鞣花酸戊糖苷＞1,2,6-三-没食子酰-β-D-吡喃葡萄糖。富含（多）酚的核桃提取物还减弱（高达59%）2-脱氧-D-葡萄糖跨分化的Caco-2/TC7细胞单层的转移。

Conclusion

目前的研究结果证明，核桃中的（多）酚有可能有效减缓人类对淀粉的消化和吸收。虽然该提取物对人肠道葡萄糖转运和人α-葡萄糖苷酶活性的抑制作用可能不如对人α-淀粉酶的抑制作用强，从最初的酶促步骤到肠道葡萄糖转运的碳水化合物代谢的广泛抑制强调了其在人体生理学中的有希望的转化潜力。同时，研究结果表明，含有多个没食子酰基的核桃（多）酚对人唾液α-淀粉酶具有更强的抑制作用。

Reference:

FARAZI M, HOUGHTON M J, NICOLOTTI L, et al. Inhibition of human starch digesting enzymes and intestinal glucose transport by walnut polyphenols[J]. Food Research International, 2024, 189: 114572. DOI:10.1016/j.foodres.2024.114572.

PART03

核桃蛋白的模拟胃肠道消化产生抗炎肽

Abstract

研究了模拟胃肠道消化过程对核桃蛋白的影响及其代谢物的潜在抗炎特性。消化引起的结构变化，特别是α-螺旋、β-转角和随机卷曲构型的变化被揭示。超过10000 Da的蛋白质显著减少35.6%。这些代谢物的抗氧化活性与氨基酸含量的增加相平行。分子对接鉴定出三种核桃多肽——IPAGTPVYLINR、FQGQLPR 和 VVYVLR——具有有效的抗炎特性。RMSD和RMSF分析证明了这些多肽与其靶蛋白的稳定且灵活的相互作用。在正常人结肠黏膜上皮NCM460细胞中脂多糖（LPS）诱导的炎症中，这些肽降低了5-羟色胺（5-HT）、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）和血管内皮生长因子（VEGF）的表达，同时减轻细胞凋亡和炎症。试验的研究为核桃蛋白生理学提供了宝贵的见解，揭示了其潜在的健康益处。

Conclusion

研究重点是了解模拟胃肠道消化对高纯度核桃蛋白的影响。胃肠道消化过程中核桃蛋白α-螺旋、β-转角和随机螺旋结构的改变。有趣的是，在消化过程中，TAC的抗氧化活性保持相对稳定，而ABTS和DPPH则上下波动，这与消化过程中氨基酸含量的增加有关。随着消化从胃过渡到肠，18种蛋白的差异表达被注意到，其中A0A2I4E4C3、A0A2I4F3E4、A0A2I4GFW8和A0A2I4EJ76的变化最为显著。利用分子对接技术从消化产物中筛选出3种抗炎肽：IPAGTPVYLINR、FQGQLPR和VVYVLR。细胞实验证实其通过下调5-HT、TNF-α和VEGF来减轻炎症。本研究为核桃蛋白的生理功能提供了重要的视角，为开发高效的核桃蛋白抗炎产品奠定了基础。

Reference:

XIA W, GAO Y, FANG X J, et al. Simulated gastrointestinal digestion of walnut protein yields anti-inflammatory peptides[J]. Food Chemistry, 2024, 445: 138646. DOI:10.1016/j.foodchem.2024.138646.

PART04

核桃蛋白降解获得的Akt激活肽对预防小鼠记忆障碍的作用

Abstract

Akt作为影响神经退行性疾病（包括AD和PD）多种病理的中心蛋白，使用Akt激活剂是一种有前景的治疗策略。目前的研究表征了从核桃蛋白降解中获得的Akt激活肽（Glu-Pro-Glu-Val-Leu-Pro，EPEVLR）对D-gal诱导的小鼠记忆障碍的影响。通过核桃蛋白水解、肽序列鉴定、分子对接筛选依次获得EPEVLR。小鼠的MWM测试表明，口服EPEVLR（80、200、400 mg/kg/day）可显著（P＜0.05）逆转D-gal诱导的记忆障碍。小鼠海马的WB测试证实EPEVLR可以通过促进Akt磷酸化来激活Akt。此外，与Akt磷酸化相关的进一步表征（包括TEM、ELISA和免疫组织化学）显示，与模型组相比，Aβ和p-tau水平较低，自噬体也较多。此外，EPEVLR治疗显著增加了肠道微生物组中乳酸菌的丰度并减少了螺杆菌的丰度，并导致血清代谢物中SCFA的上调和LPS的下调。因此，摄入EPEVLR可以逆转认知障碍症状，可能与Akt的激活和肠道菌群途径的调节有关。食用含有EPEVLR的饮食有利于治疗认知功能障碍。

Conclusion

本研究首次利用分子对接技术从核桃蛋白水解物中筛选出Akt激活肽（EPEVLR）。EPEVLR有效缓解小鼠认知障碍症状。在 D-gal诱导的健忘症小鼠中，EPEVLR对以下参数有显著的逆转作用：内脏指数、体质量、行为（MWM测试）、p-Akt/Akt比值（WB分析）、自噬（TEM和WB分析）、Aβ和p-tau水平（免疫荧光分析）、IL-1β和TNF-α水平（ELISA测试）、肠道菌群组成（16S rRNA测试）、血清LPS和SCFAs（ELISA测试）。EPEVLR激活Akt可降低Aβ和p-tau蛋白水平，促进自噬。在6-OHDA诱导的PC12细胞模型中证实了EPEVLR促进自噬的作用。自噬还可以减少Aβ和p-tau蛋白的积累。EPEVLR恢复了肠道黏膜屏障，重建了肠道微生物群结构，如乳酸杆菌和异源杆菌增加，幽门螺杆菌减少。EPEVLR治疗 D-gal诱导小鼠可通过肠-脑轴改善认知障碍。此外，通过将FITC加载到EPEVLR上，观察到EPEVLR主要停留在斑马鱼的肠道和大脑中，证实了EPEVLR可以在肠道和大脑中起作用。综上所述，所有结果均支持EPEVLR通过激活Akt和调节肠道菌群来促进认知障碍的改善。

Reference:

LIN L, LI C, ZHANG Y J, et al. Eﬀects of an Akt-activating peptide obtained from walnut protein degradation on the prevention of memory impairment in mice[J]. Food & Function, 2024, 15: 2115. DOI:10.1039/d3fo04479c.