《食品科学》:福建省农业科学院何志刚研究员、李维新研究员等:酒糟源黄嘌呤氧化酶抑制肽的虚拟筛选及其对高尿酸小鼠的降尿酸作用

以酱香型白酒酒糟制备白酒酒糟酶解物，其XOD抑制活性的IC50为（7.73±0.26）mg/mL，分别收集不同分子质量的白酒酒糟酶解物超滤分离组分（＜1 kDa、1～5 kDa和＞5 kDa），分析其XOD抑制活性。如图1所示，不同分子质量超滤组分均具有XOD抑制活性。其中，＜1 kDa的组分具有较高的XOD抑制活性，其IC50为（5.70±0.11）mg/mL。近年来，诸多学者对不同分子质量的降尿酸活性组分进行了分离研究。孙菁茹等对黑豆XOD抑制肽进行超滤分离，发现＜1.5 kDa的组分具有最高抑制活性（IC50为8.76 mg/mL）。王宇晴等发现＜3 kDa的茶渣多肽组分具有较高的抗氧化活性（还原力为0.44±0.03）。Li Xiaoyi等发现＜1 kDa的乳清蛋白水解液具有较高的血管紧张素转化酶抑制活性。这些研究与本实验结果相似，即较高活性的肽组分主要存在于小分子肽段组分中。

以氧嗪酸钾造模HUA小鼠进行HUA小鼠降尿酸功效验证。结果显示，对照组、模型组和＜1 kDa酒糟XOD抑制肽组的血清尿酸浓度分别为（152.09±12.81）、（248.76±25.97）μmol/L和（175.34±46.97）μmol/L。与对照组相比，模型组血清尿酸含量极显著上升了63.56%（P＜0.01），说明HUA小鼠造模成功；与模型组相比，＜1 kDa酒糟XOD抑制肽组下降了29.51%。结果表明，该组分对HUA小鼠具有良好的降尿酸作用，这与Wei Liuyi等发现＜1 kDa的扁舵鲣活性肽能够显著抑制高尿酸小鼠肝脏XOD活性并降低小鼠血清尿酸水平的研究结果吻合。其原因可能是小分子肽在具有更强XOD抑制活性的同时，更容易通过小肠黏膜被机体吸收利用。

对＜1 kDa酒糟XOD抑制肽组分进行质谱分析，共鉴定出3 775 条肽段，其中长度小于10的肽段有1 988 条，占肽段总数的52.66%。筛选十肽以下的肽段，通过PeptideRanker程序进行生物活性评分预测，共获得生物活性评分≥0.5的多肽1 251 条，占总多肽数量的33.25%。通过AutoDock Vina软件进一步进行高通量虚拟分子对接，对接能＜-7 kcal/mol的氨基酸序列共有860 条。综合以上结果，并以抑制活性特征氨基酸进行潜在高活性肽段的筛选，共得到12 条肽段，结果见表1。

采用固相化学合成法分别合成12 条肽段，XOD抑制活性IC50小于4 mg/mL的肽段共4 条。其中，XOD抑制活性最佳的肽段是LQKW，其IC50为2.70 mg/mL，其次是WDLPF、WPQ、WFPE，IC50分别为2.88、3.51 mg/mL和3.71 mg/mL。盛周煌筛选出罗非鱼皮TSPW的XOD抑制活性IC50为14.5 mg/mL。Li Qingyong等从胡桃粕中筛选出WPPKN和ADIYTE，其XOD抑制活性IC50分别为17.75 mg/mL和19.01 mg/mL。据报道，当疏水氨基酸含量较高时，且N端或C端为芳香族氨基酸，肽段具有更强的XOD抑制活性。4 条肽段在N端或C端为芳香族氨基酸W，具有较佳的XOD抑制活性，与报道相符。LQKW显示出最佳的XOD抑制活性，其N端为亮氨酸（L），含有碱性氨基酸——赖氨酸（K）。而WDLPF、WPQ、WFPE均不含有碱性氨基酸。Hou Mengfan等发现，XOD抑制活性与疏水性氨基酸密切相关，其中最为突出的是亮氨酸（L）。孙菁茹等发现，碱性氨基酸对XOD抑制活性具有关键作用。因此推断，亮氨酸（L）和赖氨酸（K）对肽段LQKW的XOD抑制活性增强具有关键作用。

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4 条酒糟XOD抑制肽段的体外模拟胃肠道消化耐受性评价

如图2所示，经胃肠消化后，4 条肽段的XOD抑制率均出现不同程度的下降。胃蛋白酶特异性切割位点位于芳香族氨基酸（Y、F、W）或酸性氨基酸（E、D）形成的肽键，而胰蛋白酶主要作用于精氨酸（R）或赖氨酸（K）组成的肽键。4 条肽段均含有芳香族氨基酸或赖氨酸，经胃、胰蛋白酶酶解后，链构象可能发生了改变，不同程度地产生了分子质量更小的短肽。其中，LQKW的胃肠消化稳定性高于其他3 个肽段，经模拟胃消化后，XOD抑制率为（74.90±0.88）%，XOD抑制活性保持率为（76.36±0.45）%；经胃肠消化后，XOD抑制率为（60.66±1.61）%，XOD抑制活性保持率为（61.84±0.82）%。综上，LQKW具有较佳的胃肠道消化耐受性。

XOD分子质量为300 kDa，由2 个相同的亚基组成，每个亚基由3 个结构域组成：1 个钼辅因子（molybdopterin，Mo-pt）、2 个铁硫中心（2Fe-2S）和1 个黄素腺嘌呤二核苷酸。其中，Mo-pt的钼蝶呤中心是XOD催化的关键位点，周围分布的氨基酸残基主要有Phe649、Asn768、Glu802、Leu873、Arg880、Phe914、Phe1009、Thr1010、Leu1014和Glu1261，其中Glu802、Arg880和Glu1261是催化反应促进作用的关键残基。XOD抑制肽一般是与钼蝶呤中心的活性位点结合，抑制XOD活力，减少底物发生羟化反应，降低尿酸生成。对LQKW与受体XOD进行半柔性对接，结果如图3所示。LQKW与XOD中的Leu648、Phe649、Phe914、Phe1009、Val1011、Phe1013、Leu1014形成了7 个疏水相互作用，Leu648、Glu802、Ser876、Thr1010、Val1011形成了5 个氢键。LQKW占据了1FIQ药物活性腔的Mo-pt结构域，涉及到与XOD中6 个主要氨基酸残基的相互作用，LQKW与关键残基Glu802形成了一个长度为2.48 Å的氢键，阻止了底物进入疏水通道，从而阻断底物进入活性中心。

脏器的肿大或萎缩可以反映脏器的损伤情况，肾脏指数的降低表示肾脏可能出现一定程度的萎缩，肾脏指数的升高则表示肾脏可能出现一定程度的水肿和增生。如图4所示，与对照组相比，模型组的肾脏指数极显著上升（P＜0.01），说明造模药可引起小鼠肾脏肿大，HUA小鼠造模成功。与模型组相比，AP、LQKW-M和LQKW-H组的肾脏指数均极显著降低（P＜0.01），LQKW不同剂量组中LQKW-H组小鼠肾脏指数最低，LQKW对降低小鼠肾脏指数的效果呈剂量依赖性。同时，AP、LQKW-M和LQKW-H组的肾脏指数均与对照组无显著差异，说明中、高剂量的LQKW对降低小鼠肾脏指数的效果可相当于10 mg/kg的AP。初步判断LQKW可缓解氧嗪酸钾和腺嘌呤诱导的慢性HUA小鼠肾脏损伤。

血清尿酸是评估HUA和痛风风险的最直接特异生化指标。如图5A所示，与模型组相比，AP组和LQKW低、中、高剂量组小鼠血清尿酸浓度均极显著降低（P＜0.01），分别下降了25.13%、32.59%、35.96%和37.28%，AP组与LQKW低、中、高剂量组之间无显著差异。然而，AP组小鼠血清尿酸仍显著高于对照组22.4%，而LQKW低、中、高剂量组与对照组无显著差异。说明LQKW具有良好的降尿酸活性，可作为XOD抑制剂通过抑制XOD活性降低小鼠体内尿酸水平。刘洋研究了海洋鱼活性肽，其XOD抑制率为33.08%，83 mg/kg和250 mg/kg给药剂量组的HUA小鼠尿酸水平分别降低了14.4%和10.8%，但血清尿酸水平仍高出正常小鼠1.83倍和1.94倍。Liu Naixin等发现当大米活性肽AAAAGAKAR给药剂量为1 mg/kg时，HUA小鼠血清尿酸浓度下降了49.7%，但仍然高出正常组0.70倍。盛周煌以罗非鱼活性肽TSPW干预HUA小鼠，给药剂量为150 mg/kg和450 mg/kg，给药4 周后（给药时间为本研究的2 倍），可降低尿酸至正常组水平。与现有报道的活性肽比较，LQKW展示出了巨大的降尿酸活性肽开发潜力，这可能与酒糟源谷物蛋白肽的生物活性特征氨基酸（亮氨酸（L）、赖氨酸（K）和色氨酸（W））及其组成的肽段结构有关。

如图6所示，对照组小鼠肾小体呈圆形或卵形，周围可见正常的近曲小管和远曲小管断面，肾小囊包裹着中央血管球，细胞间隙正常。模型组肾小球结构紊乱，肾小管上皮细胞变形、脱落并无规则散落，肾小管明显扩张，管腔形态排列杂乱，同时肾间质宽度明显增加，可见大量炎细胞浸润。AP组和LQKW各剂量组的病理变化均得到不同程度的改善，肾小管扩张减轻，同时肾小球肿胀减轻，肾小球形态接近正常，LQKW-L组可见轻微炎细胞浸润，AP组和LQKW中、高剂量组未见炎细胞浸润。LQKW明显缓解了HUA对小鼠肾脏组织的损伤。研究表明，生物活性肽可能通过下调炎症通路及促炎因子表达，减轻肾脏损伤，缓解肾脏和肠道的炎症反应，促进尿酸排泄。肽段LQKW对HUA小鼠的代谢调控作用和肾脏保护机制还有待进一步研究。

白酒酒糟是一种廉价易得的优质副产物，以白酒酒糟制备活性肽具有良好的XOD抑制活性，＜1 kDa的XOD活性抑制肽组分能有效降低小鼠尿酸水平。通过对其序列鉴定和计算机虚拟筛选，得到4 条XOD活性抑制肽，分别为WDLPF、WPQ、WFPE和LQKW。其中，XOD抑制活性最佳的肽段是LQKW，其IC50为2.70 mg/mL，具有良好的胃肠道消化稳定性。该肽段通过氢键和疏水作用占据1FIQ药物活性腔的Mo-pt结构域，抑制XOD活性。HUA小鼠降尿酸功效评价进一步证实，LQKW可降低小鼠尿酸水平，并对肾脏损伤具有保护作用。本研究可为食源型降尿酸活性肽的开发提供参考，并为酒糟副产物的高值化利用提供新思路。

作者简介

通信作者：

李维新，福建省农业科学院农产品加工研究所研究员。博士，毕业于福建农林大学食品科学学院。现任福建省农业科学院农产品加工研究所党支部书记、所长，农业农村部亚热带特色果蔬菌加工重点实验室（部省共建）主任，中国食品科学技术学会葡萄酒分会理事，福建省食品加工与贮藏工程学会副理事长、福建省食品工业协会理事、福建农林大学食品科学学院硕士生导师。多年从事农产品贮藏加工与食品发酵技术研究及推广应用工作，现为福建省农业科学院“农产品加工乡村振兴科技服务团队”首席专家。参加工作以来，主持或参加的各类研究项目80余项，其中主持省部级项目15 项，在核心期刊发表科技论文60余篇，参加项目中获得国家发明专利30 个，鉴定成果15 个，获福建省科技奖二等奖2 项，省专利奖二等奖1 项，三等奖1 项。

何志刚，福建省农业科学院食品加工学科首席研究员，福建省农产品（食品）加工重点实验室主任，享受国务院政府特殊津贴专家、福建省杰出科技人才、福建省百千万工程领军人才，福建省食品科学技术学会常务理事，福建省轻工业联合会专家委员会专家，福建省农业工程技术学会理事，福建省食品安全专家库专家，中国园艺学会杨梅分会理事，中国食品科学技术学会乳酸菌分会理事。主要从事农产品加工与贮藏、食品生物技术等领域的研究与开发工作。先后承担或参加部、省级及院厅级的研究与开发项目70多项，主持项目获福建省科学技术奖二等奖2 项及三等奖3 项、省专利二等奖1 项，参加项目获福建省科学技术奖一等奖和二等奖各1 项、福建省科学技术奖三等奖4 项。发表科技论文近百篇，授权国家发明专利19 项、实用新型专利4 项。

第一作者：

林晓婕，福建省农业科学院农产品加工研究所助理研究员。硕士，毕业于福州大学生物科学与工程学院。长期从事植物蛋白肽的分离纯化及功能研究相关的科研工作。主持福建省属青年公益类项目、竞争性公益类项目、福建省自然科学基金项目等，主要从事蛋白及功能肽的开发利用，包括风味蛋白、抗热肽、抗冻肽、ACE抑制肽、增殖肽、降尿酸肽等活性肽的制备及其功能评价和机制研究，发表相关文章及申请/授权国家发明专利20余项。

引文格式：

林晓婕, 王瑛, 梁立杰, 等. 酒糟源黄嘌呤氧化酶抑制肽的虚拟筛选及其对高尿酸小鼠的降尿酸作用[J]. 食品科学, 2025, 46(24): 200-207. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250620-152. 

LIN Xiaojie, WANG Ying, LIANG Lijie, et al. Xanthine oxidase inhibitory peptide from distiller’s grains: virtual screening and uric acid-lowering effect[J]. Food Science, 2025, 46(24): 200-207. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250620-152. 

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