基于氨基酸描述符对血管紧张素转化酶抑制五肽定量构效关系研究

作者：郭星晨; 李玉豪; 马金璞; 张钰璇; 李华鑫; 杨具田; 高丹丹^*

来源：食品科学, 2023, 1-17.

• 血管紧张素转化酶(ACE)
• 肽
• 偏最小二乘法(PLS)
• 定量构效(QSAR)
• 氨基酸描述符

收集近年报道的血管紧张素转化酶(Angiotensin Converting Enzyme，ACE)抑制五肽的氨基酸序列及抑制活性(IC50)，建立ACE抑制五肽肽库，并将其氨基酸残基用Z-scales、VHSE和SVHEHS氨基酸描述符分别进行表述，以氨基酸残基的疏水性质、立体性质以及电性性质参数作为自变量，ACE抑制五肽的lg(IC50)作为因变量，在Matlab中用偏最小二乘(Partial least squares，PLS)法建立ACE抑制肽定量构效(Quantitative structure-activity relationship， QSAR)模型，结果发现基于Z-scales描述符构建的ACE抑制五肽定量构效模型R2为0.6411，Q2为0.5369，模型预测五肽Gln-Arg-Pro-Asn-Met具有较高的ACE抑制活性，预测IC50为0.0517 μmol/L，实测IC50为0.0400±0.0083 μmol/L，预测值与实测值误差为0.0117 μmol/L。基于VHSE描述符构建的QSAR模型R2为0.7636，Q2为0.5081，模型预测五肽Leu-Arg-Ala-Phe-Gln具有较高的ACE抑制活性，预测IC50为0.0438 μmol/L，实测值为0.0273±0.0053 μmol/L，误差为0.0165 μmol/L。基于SVHEHS描述符构建的定量构效模型R2为0.8405，Q2为0.4005 μmol/L，模型预测五肽Tyr-Phe-Pro-Phe-GlnACE具有较高的ACE抑制活性，预测值为0.0055 μmol/L，实测值为0.0312±0.0042 μmol/L，误差为0.0257 μmol/L。三种建模方法对比发现，基于SVHEHS描述符构建的模型拟合能力最强，但是其预测能力较弱，而Z-scales和VHSE描述符所建模型能很好的对五肽进行定量构效分析，通过模型分析发现ACE抑制肽活性与N端氨基酸的疏水特征和氨基酸的立体特征相关度较高且呈正相关。通过三种ACE抑制肽与ACE蛋白(2X8J)进行分子对接，结果表明三种ACE抑制肽均可与ACE蛋白进行结合。该研究为开发ACE抑制肽药物提供了新手段，也为开发和利用食源性ACE抑制肽提供理论基础。

• 出版日期2023
• 单位西北民族大学