Оценка влияния биоактивных компонентов пищи на пищеварительные протеазы с использованием методов in vitro и in silico

Введение

Взаимодействие компонентов пищи с ферментами пищеварительного тракта может влиять на усвоение питательных веществ и, как следствие, на здоровье человека. Некоторые соединения, особенно полифенолы, способны ингибировать пищеварительные ферменты и рассматриваются как антинутриенты. Однако данные исследований по этой теме противоречивы, что подчеркивает необходимость стандартизации методологических подходов для оценки влияния биоактивных соединений.

Цель исследования

Изучить влияние 25 биоактивных соединений различных химических классов на активность пепсина, трипсина и химотрипсина in vitro и in silico при физиологических концентрациях (0,1 мМ).

Методы

Исследование включало два основных подхода:

• In vitro: оценка протеолитической активности ферментов с использованием овальбумина, глютена и гемоглобина в качестве субстратов в присутствии или отсутствии биоактивных соединений.
• In silico: молекулярный докинг и динамическое моделирование для изучения взаимодействий между биоактивными соединениями, химотрипсином и овальбумином.

Результаты

Было обнаружено, что биоактивные соединения могут оказывать противоположные эффекты на протеолитическую активность в зависимости от комбинации фермент/субстрат и их химической структуры. Например:

• При использовании овальбумина в качестве субстрата пицеид и ресвератрол усиливали активность химотрипсина (+1,46 и +1,17 раз соответственно), тогда как флоретин ингибировал её (-0,65 раз).
• Вычислительный анализ показал, что все четыре изученных соединения (пицеид, флоридзин дигидрат, ресвератрол и флоретин) способны взаимодействовать с химотрипсином. Однако только те соединения, которые усиливали протеолитическую активность in vitro, вызывали частичное разворачивание структуры овальбумина.

Выводы

Результаты исследования демонстрируют, что влияние биоактивных соединений на переваривание белков может быть субстрат-зависимым. Это подчеркивает важность учета специфики пищевых белков при оценке влияния биоактивных компонентов на пищеварение. Комбинация in vitro и in silico подходов позволяет более точно прогнозировать эффекты биоактивных соединений на процессы пищеварения.

Термины и сокращения

• In vitro – метод исследования, проводимый вне живого организма (в пробирке).
• In silico – компьютерное моделирование биологических процессов.
• Полифенолы – класс органических соединений, обладающих антиоксидантными свойствами.
• Антинутриенты – вещества, снижающие усвоение питательных элементов.
• Молекулярный докинг – метод предсказания взаимодействия молекул.