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JSFA丨鱷魚血紅蛋白中新型增咸肽的鑒定和分子機制：結合電子舌、分子對接和動態模擬

導讀

海南大學食品科學與工程學院 Linyuezhi Yan 等人在期刊《Journal of the Science of Food and Agriculture》發表題為“Identification and molecular mechanism of novel salt-enhancing peptide in crocodile hemoglobin: a combined E-tongue, molecular docking, and dynamic simulation”的研究性論文。

—摘要—

本研究旨在從鱷魚血紅蛋白中篩選新型咸味增強肽，以減少食鹽攝入而不影響食品感官特性。通過虛擬酶解鱷魚血紅蛋白獲得24種水溶性無毒肽，并利用AlphaFold2 構建新型咸味受體 TMC4 的結構模型。電子舌分析驗證發現五肽SSDDK具有顯著減鹽效果。分子對接表明 SSDDK 通過氫鍵與 TMC4 結合，關鍵作用位點為 Arg583、Arg330和Glu284 殘基。分子動力學模擬證實該肽-受體復合物結構穩定。該研究為開發鱷魚血源減鹽肽提供了理論依據和技術支持。

—成果總結—

（1）通過 AlphaFold2 預測的 TMC4 結構模型中，Rank1模型pLDDT評分達78.6（>70表明骨架預測可靠）。經驗證，99.2%的氨基酸位于合理區域。該模型為后續分子對接提供了一定基礎。

（2）電子舌結果表明，25% NaCl替代組（0.05 mg/mL SSDDK + 0.15 mg/mL NaCl）的咸味值顯著高于0.20 mg/mL NaCl對照組（P < 0.05），50%與75% NaCl替代組在相同肽濃度下咸味值無統計學差異。分子對接表明，SSDDK的結合能為-118.29 kcal/mol，遠超陽性對照肽（最高-101.23 kcal/mol）。因此，SSDDK肽可以顯著降低食鹽用量且維持咸味感知。

（3）通過分子對接揭示受配體復合物的結合機制，SSDDK通過8個常規氫鍵與TMC4的GLU323、GLU284、ARG424等殘基相互作用，其中關鍵結合位點包括：ARG583、ARG330和GLU284。分子動力學模擬證實，復合物的RMSD穩定于0.77 nm，Rg值波動范圍僅3.11-3.26 nm。SSDDK可以緊密且穩定地與TMC4受體結合。

—圖文賞析—

圖1 AlphaFold2程序預測的TMC4模型評估。(a) TMC4結構模型的pLDDT值；(b) TMC4模型的Errat評分；(c) TMC4受體的最終結構模型

表1 通過鱷魚血紅蛋白的虛擬酶解得到的肽，并預測了其水溶性和毒性

表2 肽段與TMC4受體蛋白的結合能

圖2 電子舌分析肽SSDDK的減鹽效果。(a) 0.20 mg mL?1 NaCl與0.05 mg mL?1肽+0.15 mg mL?1 NaCl混合物之間咸度值的比較；(b) 肽SSDDK對25%、50%和75%減鹽效果的驗證

圖3 SSDDK與TMC4受體之間的相互作用。(a) SSDDK與TMC4受體的三維分子相互作用；(b) SSDDK與TMC4受體之間的二維分子相互作用圖；(c) 肽SSDDK與受體的二維氫鍵和疏水相互作用圖（氫鍵顯示為綠色虛線，疏水相互作用顯示為紅色輻條弧）；(d) 蛋白質和配體相互作用的氫鍵供體和受體區域（粉色為氫鍵供體區域，綠色為氫鍵受體區域）

圖4 肽SSDDK和TMC4的分子動力學模擬。肽SSDDK和TMC4形成的復合物的RSMD (a)、RMSF (b) 和 Rg (c)

海南大學食品科學與工程學院Linyuezhi Yan為論文的第一作者。該研究得到了2024年天津大學-海南大學自主創新基金合作項目（項目編號：XJ2400008090）的資助。

【論文詳細信息】

Yan, L., Zhang, Q., Liu, D., Zhao, W. and Yu, Z. (2025), Identification and molecular mechanism of novel salt-enhancing peptide in crocodile hemoglobin: a combined E-tongue, molecular docking, and dynamic simulation. J Sci Food Agric.

【原文鏈接】

https://doi.org/10.1002/jsfa.14289

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? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 撰稿︱楊尚霖

審校︱洪鋒、郭學騫

排版︱葛申奧

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