核桃粉中新型α-葡萄糖苷酶和单胺氧化酶A抑制肽的鉴定及其分子机制：体外稳定性研究、肽组学分析、分子对接以及细胞实验

《Food Bioscience》：Identification and molecular mechanisms of novel α-glucosidase and monoamine oxidase-A inhibitory peptides from walnut meal: In vitro stability, peptidomics, molecular docking, and cell experiments

　　

范耀珠|范江平|徐玉山|杜文星|史国岩|王学峰|石立

中国云南省昆明市650201，云南农业大学食品科学与技术学院

摘要

本研究旨在从核桃粉蛋白水解物中筛选并鉴定具有降血糖和抗抑郁作用的双功能生物活性肽。木瓜蛋白酶对核桃蛋白进行水解后，得到了能够有效抑制α-葡萄糖苷酶和单胺氧化酶A的降解产物。超滤技术可富集出3千道尔顿以下的肽段，这类肽段不仅生物活性更强，还能在温度不超过60摄氏度、pH值在5到9之间、钾离子浓度较高的条件下保持稳定性。结构分析表明，β-折叠含量越高，酶抑制效果越好。通过液相色谱-质谱/质谱分析和分子对接技术，从2,202种候选肽中筛选出了6种具有潜力的肽段，其中YALL和HPF可通过氢键和疏水相互作用与α-葡萄糖苷酶及单胺氧化酶A形成较强的结合。在高葡萄糖和皮质酮诱导的HT22细胞模型中，YALL和HPF能够通过降低肿瘤坏死因子-α和白细胞介素-6的水平、减少皮质酮含量以及提高葡萄糖消耗量，从而显著减轻神经炎症。这些研究结果表明，核桃来源的肽类有望作为天然的多靶点物质，用于治疗糖尿病和抑郁症的共病问题。

引言

糖尿病与抑郁症的共病问题日益受到公众关注。多项研究表明，患有糖尿病的人群患抑郁症的风险明显高于普通人群，且这两种疾病之间存在复杂的双向关联关系。2型糖尿病患者中抑郁症的患病率大约在20%到30%之间，而糖尿病的存在不仅会降低抑郁症治疗的效率，还会增加慢性并发症和死亡的风险（Emerson等人，2025；Zhang等人，2023）。虽然目前用于治疗糖尿病合并抑郁症的药物如SSRIs、SNRIs以及GLP-1激动剂确实有效，但其临床应用往往受到明显副作用和安全问题的限制。这就迫切需要更加安全、副作用更小的营养干预措施（Sileoni等人，2025；Alhowiti等人，2025）。单胺氧化酶A是抑郁症发病机制中的关键酶，它负责分解调节情绪的神经递质，而该酶活性升高则会引发抑郁症状（Correia等人，2022）。虽然临床上会使用合成的单胺氧化酶A抑制剂如莫氯贝胺，但这些药物可能会引发高血压、肝毒性，并且会对饮食产生限制（Ma等人，2024）。因此，天然来源、来自食物的单胺氧化酶A抑制剂在控制抑郁症方面具有巨大潜力，尤其是对于糖尿病患者而言。

近年来，生物活性肽作为一种新型的生物活性化合物，在调节血糖和辅助抗抑郁治疗方面展现出巨大潜力。由于它们具有较高的安全性、很强的目标特异性以及适合通过饮食摄入的特点，这类肽类为控制糖尿病及其相关的心理障碍，如抑郁症和焦虑症，提供了有效的解决方案（Mizushige，2021）。糖尿病与抑郁症共病的发病机制十分复杂，涉及炎症反应、胰岛素抵抗、中枢神经递质系统紊乱等多种相互关联的因素（Chelliah等人，2021）。越来越多的证据表明，食物来源的生物活性肽具有多种生理功能，包括调节葡萄糖代谢、具备抗氧化和抗炎作用，以及能够调节大脑中的神经递质平衡（Antony等人，2021）。此外，某些肽类还可以穿过血脑屏障，直接作用于中枢神经系统，这为情绪调节和缓解抑郁症带来了希望（Acquah等人，2022；Liu等人，2024）。作为营养调节剂，生物活性肽不仅能避免药物治疗带来的副作用，为糖尿病和抑郁症患者提供非药物干预方案（Gewehr等人，2020），还能通过调节氧化应激、减少炎症介质来减轻抑郁症的炎症基础，同时帮助控制糖尿病（Daliri等人，2018）。因此，在针对慢性疾病的营养干预策略中，将生物活性肽开发成功能性食品或膳食补充剂值得重点关注。不过，目前关于能够同时降低血糖和缓解抑郁症的天然双活性肽的研究仍然较少。

核桃粉是提取核桃仁油后的副产品，富含高质量的植物蛋白以及多种生物活性成分。近期研究显示，通过对核桃粉蛋白进行酶解处理，可以得到易于被人体吸收的低分子量肽类（Meng等人，2024；Yang等人，2021；Liu等人，2022）。这类肽段不仅具有较高的营养价值，还可能具备多种生理功能。然而，目前尚未研究过核桃来源的肽类作为α-葡萄糖苷酶和单胺氧化酶A的双重抑制剂，在控制糖尿病与抑郁症共病方面的潜力。在本研究中，我们从多种蛋白酶水解产物中筛选出了活性较高的水解物，随后通过超滤分级技术进一步分离出最活跃的成分，并对其稳定性进行了检测。通过质谱分析和分子对接技术，我们确定了目标肽段的序列并对其特性进行了分析，之后又评估了其在体外细胞中的活性以及可能的分子作用机制。研究核桃粉来源肽类的降血糖和抗抑郁机制，不仅有助于更好地利用核桃的副产品，也为开发新型天然功能性食品提供了科学依据。

章节节选

材料

核桃粉蛋白的提取方法如下：将核桃粉与去离子水按1:15的比例混合，然后使用1.0摩尔/升的氢氧化钠将溶液的pH值调整至9.0。在室温下，使用磁力搅拌器将混合液搅拌1小时，之后用纱布过滤。过滤后的溶液在4摄氏度下以4,000转/分钟的速度离心25分钟，收集上清液。接着使用1.0毫克/升的盐酸将上清液的pH值调整至4.5，然后在室温下继续培养2小时。

最适合的核桃蛋白酶水解物的筛选

通过使用碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶以及复合蛋白酶对核桃蛋白进行酶解，分别得到了碱性蛋白酶水解物（W-ah）、木瓜蛋白酶水解物（W-ph）以及复合蛋白酶水解物（W-ch）。如图1所示，研究人员测定了这三种水解物的肽含量、水解程度、α-葡萄糖苷酶抑制率以及单胺氧化酶A抑制率。这三种水解物的水解程度是通过OPA方法来测定的。如图1A所示，复合蛋白酶水解物

结论

在本研究中，我们成功从核桃粉蛋白水解物中鉴定并表征了一种能够抑制α-葡萄糖苷酶和单胺氧化酶A活性的新型双功能生物活性肽。在通过液相色谱-质谱/质谱分析和分子对接技术筛选出的6种候选肽中，YALL和HPF展现出了最强的体外降血糖和抗抑郁样活性。在由高葡萄糖和皮质酮诱导的HT22细胞模型中，这两种肽能够显著提升细胞的葡萄糖消耗量，

CRediT作者贡献说明

徐玉山：论文撰写——审阅与编辑，项目指导。杜文星：正式分析，数据整理。史国岩：可视化处理，软件应用，数据整理。王学峰：论文撰写——审阅与编辑，项目指导，项目管理工作，资金筹集。石立：论文撰写——审阅与编辑，项目指导。范耀珠：论文撰写——初稿撰写，软件应用，正式分析，数据整理。范江平：项目指导，方法设计

未引用参考文献

Correia和Vale，2022；Antony和Vijayan，2021；Genheden和Ryde，2015；Kashtoh和Baek，2022。

利益冲突声明

作者声明，他们不存在任何可能影响本文研究结果的已知财务利益或个人关系。

利益冲突声明

作者声明，他们不存在任何可能影响本文研究结果的已知财务利益或个人关系。

致谢

本项研究得到了以下机构的支持：中国国家自然科学基金（项目编号32360562和82160164）、云南省兴滇英才支持计划青年项目（项目编号RLQ820220008、XDYC-QNRC-2023-0420）、云南省代谢性疾病临床研究中心（项目编号202505AJ310007），以及云南省内分泌与代谢疾病临床医学研究中心研究项目（项目编号2024YNLCYXZX0069）。