《麥胚抗氧化肽對細胞氧化應激的調控機制及其構效關係》是依託長沙理工大學，由程雲輝擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：麥胚抗氧化肽對細胞氧化應激的調控機制及其構效關係
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：程雲輝
- 依託單位：長沙理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
擬以H2O2為誘導劑、SH-SY5Y細胞為載體建立細胞氧化損傷模型，用麥胚抗氧化肽干預H2O2對細胞的氧化作用，通過檢測細胞內活性氧水平，分析細胞膜及線粒體膜、各類凋亡因子和信號蛋白、抗氧化酶系的變化等手段來探索麥胚抗氧化肽以何種方式對H2O2引起的細胞凋亡進行抑制、以何種細胞信號通路保護細胞免受/減弱外源自由基引起的氧化損傷，從細胞水平闡明麥胚抗氧化肽對細胞氧化應激的調控機制。擬利用Gaussian 03軟體計算獲知的系列麥胚抗氧化肽的結構參數從理論上推測抗氧化肽活性位點，並通過丙氨酸掃描、掩蔽活性位點或酶解脫去活性位點等方法驗證所推測活性位點的正確與否；綜合抗氧化肽保守序列推測、肽鏈內胺基酸間短程相互作用、活性位點推測與驗證探討麥胚抗氧化肽的構效關係，闡明麥胚抗氧化肽的抗氧化機理。以期為麥胚抗氧化肽的功能套用提供生物學依據、人工合成或改造抗氧化肽提供結構信息。
結題摘要
抗氧化肽是一類天然且安全的自由基清除劑，但目前對抗氧化肽的活性機制及構效關係的研究大多淺表地停留在體外評價其是否具有清除自由基能力的層面或直接採用動物實驗法進行評價，還不清楚在細胞與生物體內作用機理及構效關係。本項目採用H2O2誘導的細胞氧化損傷模型，從細胞內活性氧水平、抗氧化酶活力、小分子抗氧化劑谷胱甘肽含量以及脂質、蛋白質損傷和細胞線粒體、NF-κB凋亡通路的調控等方面，深入地研究了麥胚肽RVF對人神經母細胞瘤細胞株SH-SY5Y的抗氧化機制；並以天然胺基酸為研究對象，採用F/6-31g(d)、B3LYP/6-31、B3LYP/6-311+G (d,p)3類不同基組/方法計算了與抗氧化活性相關的20種胺基酸的結構/能量參數，包括鍵長、電荷、軌道能量、BDE值、AIP值、EA值與ETE值等，根據計算得到的結構參數進行抗氧化活性的QSAR模型構建；採用DFT/B3LYP6-31方法/基組計算了11條食源性抗氧化肽的結構參數，據結構參數構建了抗氧化活性QSAR模型，並據所建QSAR模型預測了本研究所設計的20條肽序的抗氧化活性。結果表明：麥胚抗氧化肽RVF可通過減少H2O2誘導的O2−•的生成，提升超氧化物歧化酶的活力和還原型谷胱甘肽的含量，並降低脂質、蛋白質羰基化水平和DNA損傷；通過抑制NF-κB通路的激活，減少p53蛋白及下游線粒體凋亡通路Bax蛋白的表達，進一步降低線粒體凋亡通路下游Caspase-3,9蛋白的剪下以及提升XIAP蛋白mRNA水平的表達，從而調控線粒體通路細胞凋亡；並通過提升細胞凋亡死亡受體通路中cFLIP蛋白在 mRNA水平的表達以及抑制Caspase-8蛋白的剪下活化，從而調控死亡受體誘導的細胞凋亡。本研究建立的胺基酸和抗氧化肽清除O2-·的QSAR模型線性關係良好（其R2值分別為0.865和0.884），而清除·OH的QSAR模型不能很好地預測抗氧化肽清除·OH的能力；用於模型驗證的合成肽清除O2-·的Log IC50的預測值與實測值的誤差皆在30%以內，表明所構建的食源性抗氧化肽QSAR模型可很好地指導抗氧化活性肽的設計和篩選。本項目從細胞分子生物學層面闡明了麥胚抗氧化肽RVF對SH-SY5Y細胞氧化應激的調控機制，基於量子化學的抗氧化肽QSAR模型的建立及其構效關係研究則為人工合成或改造抗氧化肽提供了結構信息和理論指導。
