IF=6.2!华中农业大学:从蛋壳膜中DPP-IV抑制肽的鉴定:构效关系、消化稳定性及分子机制

糖尿病是一组以持续性高血糖为特征的代谢紊乱性疾病，主要分为1型（T1DM）、2型（T2DM）和妊娠期糖尿病。T2DM占糖尿病总人口的90%以上。二肽基肽酶-IV（DPP-IV）是2型糖尿病的关键治疗靶点，主要负责降解肠促胰岛素，包括胰高血糖素样肽-1（GLP-1）和葡萄糖依赖性促胰岛素多肽（GIP）。DPP-IV抑制剂通过抑制DPP-IV酶活性来延长内源性GLP-1和GIP的作用时间，从而增强胰岛素分泌并抑制胰高血糖素分泌，改善血糖控制。与其他抗糖尿病药物相比，DPP-IV抑制剂副作用更少、疗效稳定、作用时间更长，因此在临床上得到广泛应用。重要的是，在患者不能耐受或有禁忌使用二甲双胍的情况下，DPP-IV抑制剂在降低血糖和糖化血红蛋白（HbA1C）水平方面提供了显著益处。大量的研究投入已集中于阐明具有DPP-IV抑制潜力的食源性蛋白衍生肽的结构和功能特性。这些肽的代谢副产物是氨基酸，具有显著的生物活性，同时避免了免疫原性。

蛋壳膜（ESM）是蛋品加工的副产品，来源广泛且成本低廉。ESM是一种复杂的纤维状结构蛋白，主要由蛋白质、脂质和碳水化合物组成。它还富含功能性生物活性成分，包括透明质酸、胶原蛋白、溶菌酶和卵转铁蛋白。此外，ESM已被证明是生物活性肽的宝贵来源，具有抗骨关节炎、和促矿化特性。然而，由于处理成本上升，ESM通常被作为垃圾填埋或动物饲料处理，导致严重的资源浪费。如果能够将ESM转化为具有降血糖效果的高附加值产品，不仅能实现资源的可持续利用，还能促进绿色发展。因此，本研究使用蛋白酶水解ESM，并探究了水解物（ESMH）的降血糖潜力。本研究旨在阐明 (i) 生物活性的结构决定因素，(ii) 胃肠道稳定性概况，以及 (iii) ESMH来源的DPP-IV抑制肽的作用机制，并在Caco-2肠上皮模型中进行功能验证。

本研究首次系统地从蛋品加工废弃物——蛋壳膜（ESM）中挖掘并鉴定了具有高效二肽基肽酶-IV（DPP-IV）抑制活性的新型肽段。研究不仅证实了碱性蛋白酶水解产生的<3kDa组分具有最强的抑制效果，还创新性地结合构效关系分析、分子对接与Caco-2细胞模型，揭示了N端疏水残基及第二位脯氨酸（Pro）/丙氨酸（Ala）是活性的关键结构特征，并首次报道了新型肽APSPWE。该肽具有较低的IC₅₀值（246μM）、优异的胃肠道稳定性以及对细胞膜结合型DPP-IV更强的抑制作用。此外，研究创新性地引入网络药理学，预测了APSPWE可能通过调控TNF、IL-17及胰岛素等多条信号通路发挥降糖作用，为将蛋壳膜这一低价值副产品转化为高附加值的功能性食品或抗糖尿病先导化合物提供了全新的理论依据和开发策略。