管　驍，劉　靜，蘇淅娜，韓　飛，王文高，申瑞玲，李景軍，廖麗麗

（1.上海理工大學醫(yī)療器械與食品學院，上海200093；2.上海海事大學信息工程學院，上海200135；3.國家糧食局科學研究院，北京100037；4.上海良友（集團）有限公司，上海200333；5.上海市糧食科學研究所，上海200333；6.鄭州輕工業(yè)學院食品與生物工程學院，河南鄭州450002；7.江蘇長壽集團股份有限公司，江蘇如皋226500；8.桂林西麥食品集團，廣西桂林541004）

血管緊張素轉(zhuǎn)化酶抑制二肽抑制ACE作用的柔性分子對接

管驍1，劉靜2,*，蘇淅娜1，韓飛3，王文高4，5，申瑞玲6，李景軍7，廖麗麗8

（1.上海理工大學醫(yī)療器械與食品學院，上海200093；2.上海海事大學信息工程學院，上海200135；3.國家糧食局科學研究院，北京100037；4.上海良友（集團）有限公司，上海200333；5.上海市糧食科學研究所，上海200333；6.鄭州輕工業(yè)學院食品與生物工程學院，河南鄭州450002；7.江蘇長壽集團股份有限公司，江蘇如皋226500；8.桂林西麥食品集團，廣西桂林541004）

食源性血管緊張素轉(zhuǎn)化酶（angiotensin Ⅰ-converting enzyme，ACE）抑制肽可有效抑制生物體內(nèi)ACE活性，進而起到降壓療效，且作用溫和，無副作用，是高血壓治療的理想藥物，但其分子作用機制一直未有明確解釋。本實驗選取4 個代表性食源ACE抑制二肽（Gly—Phe、Gly—Tyr、Val—Phe、Ile—Tyr）為研究對象，采用柔性分子對接的方法研究它們與ACE的相互作用模型與分子機理。分子對接結(jié)果表明：氫鍵、親水、疏水、靜電等作用力同時對二肽與ACE的結(jié)合有貢獻，但以氫鍵作用為主；ACE分子中Ala354、Glu384、Arg522等氨基酸殘基為二肽與其結(jié)合的重要活性位點；ACE抑制二肽中氮端氨基對其抑制活性影響顯著。通過以上分子機理研究可為指導開發(fā)強活性ACE抑制肽提供理論指導。

血管緊張素轉(zhuǎn)化酶；抑制二肽；分子對接；分子機理

血管緊張素轉(zhuǎn)換酶（angiotensin Ⅰ-converting enzyme，ACE，EC3.4.15.1）是一種含鋅的二羧肽酶[1]，廣泛分布于生物體內(nèi)各組織中，尤其以肺、腦、腎等器官中含量豐富。ACE作為人體及哺乳類動物血壓調(diào)節(jié)的關(guān)鍵限速酶，已被視作開發(fā)心血管類疾病防治藥物的重要靶標[2]。

ACE抑制肽通常是一類具有抑制ACE活性的小肽物質(zhì)，往往與ACE通過不同方式結(jié)合后，抑制了ACE催化無活性的血管緊張素Ⅰ水解為血管緊張素Ⅱ（一種血管收縮劑）的作用，進而起到降低血壓的目的。此外，ACE抑制肽對正常血壓者無降壓效果，安全性高、毒副作用小、容易吸收，可長期服用，作為降壓藥物或保健食品有著良好的應用前景[3]。目前普遍認為，單胃哺乳動物從胃腸道吸收二肽或三肽是一種重要的生理現(xiàn)象，而且在血液循環(huán)中相當數(shù)量的氨基酸也是以小肽形式存在的[4]，故二肽和三肽備受研究者們的關(guān)注。

盡管ACE抑制肽的研究已經(jīng)開展了近50 年，大量的ACE抑制肽被陸續(xù)報道。盡管部分學者對ACE抑制肽的定量構(gòu)效關(guān)系與分子對接進行了初步研究[5-11]，但仍未能對其分子作用機制進行系統(tǒng)闡述。目前ACE抑制肽的作用機理討論大多仍局限于對已知序列的活性肽進行定性分析。20世紀80年代以來，分子對接技術(shù)在新藥研發(fā)領(lǐng)域開始得到應用，并逐漸發(fā)展成為藥物設(shè)計的一種強有力工具[12-15]。近年來，關(guān)于ACE抑制肽的分子對接研究已逐步有所涉及，為從分子水平解釋ACE抑制肽與ACE相互作用提供了理論依據(jù)。

本實驗在上述研究基礎(chǔ)上，選擇了4 個已報道的有代表性的ACE抑制二肽GF、GY、VF、IY[16-17]作為對接對象，通過對ACE與配體對接結(jié)果的分析，探討兩者間的作用機理，為進一步研發(fā)設(shè)計新型降血壓藥提供理論參考。

1　材料與方法

1.1儀器與設(shè)備

計算機工作站HP Z620 美國惠普公司；Accelrys Discovery Studio 2.5分子模擬軟件 美國Accelrys公司。

1.2方法

1.2.1受體蛋白準備

從Protein Data Bank數(shù)據(jù)庫（www.rcsb.org）中下載ACE的X衍射三維結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)（PDB code：1086），并用Discovery Studio2.5[12,18-20,21]（DS 2.5，Accelrys公司）軟件處理該蛋白質(zhì)。去除所有的水分子，保留ACE中的Zn2+和Cl-并優(yōu)化蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，去除蛋白多構(gòu)象，補充完整的氨基酸殘基，為蛋白加氫等。

1.2.2小分子準備

本研究選擇4 個食源性ACE抑制二肽GF（Gly—Phe）、GY（Gly—Tyr）、VF（Val—Phe）、IY（Ile—Tyr）為研究對象，利用Argus lab軟件（Pacifi c Northwest National Laboratory, Mark Thompson）構(gòu)造出GF、GY、VF、IY的結(jié)構(gòu)式（圖1），加氫后糾正其結(jié)構(gòu)并用DS 2.5中的CHARMm工具進行能量優(yōu)化，所有結(jié)構(gòu)利用DS 2.5中的“Prepare Ligands”程序產(chǎn)生多構(gòu)象，最終得到的結(jié)構(gòu)保存為sd格式，用于進行下步的分子對接。

圖1　ACE抑制肽的分子結(jié)構(gòu)Fig.1Chemical structures of ACE inhibitory peptides

1.2.3分子對接

所有計算工作均在HP Z620計算機工作站上完成。通過分子模擬軟件Accelrys Discovery Studio 2.5建立ACE與底物及抑制多肽的分子對接模型，并在CHARMm[22]立場下完成。本實驗中所用ACE結(jié)構(gòu)來自PDB code 1086，以復合物的活性位點為參考，研究ACE抑制肽與ACE間的相互作用。

依據(jù)DS對接程序，將ACE定義為受體，二肽設(shè)置為配體，對接運行參數(shù)為：Radius8 ?，X：40.492、Y：38.898、Z：46.267，用Flexible Docking工具將4 個配體GF、GY、VF、IY對接到受體中。綜合考慮LibDockScore的高低、配體-受體復合物的CDocker Energy、CDocker Interaction Energy、軟件中打分函數(shù)（Ligscore 1、Ligscore 2、PLP1、PLP2、Jain、PMF、PMFO4）打分值的高低及氫鍵作用選取最優(yōu)、最穩(wěn)定的對接構(gòu)象。

2　結(jié)果與分析

2.1活性位點

活性位點的設(shè)置是分子對接中的關(guān)鍵一步，一般采用3 種方法獲得：1）參考相關(guān)文獻；2）利用軟件中的相關(guān)程序；3）基于所用復合物的結(jié)構(gòu)信息。本實驗綜合以上三方面的信息，即以相關(guān)報道為依據(jù)，運用DS中的活性位點工具，結(jié)合PDB數(shù)據(jù)庫中獲得的ACE-lisinopril復合物的結(jié)構(gòu)信息，最終確定ACE的活性位點信息[22]。該活性口袋共包含16 個氨基酸殘基：His353、Ala354、Ser355、Ala356、Val380、His383、Glu384、His387、Glu411、Lys511、Phe512、His513、Val518、Tyr520、Arg522、Tyr523。

2.2GF與ACE的相互作用分析

根據(jù)對接步驟，設(shè)置相關(guān)參數(shù)，最終得到21 個較好的GF與ACE的對接構(gòu)象。對接完成后，用DS中的相關(guān)功能分析GF和ACE的對接結(jié)果，綜合考慮打分值、能量值及氫鍵等，最終獲得一個最佳對接構(gòu)象（圖2a、2b），其結(jié)合能為-236.44 kJ/mol。此時，GF呈現(xiàn)一種展開的構(gòu)象被埋藏在ACE的疏水性活性裂縫中，并與ACE之間形成4 個氫鍵（圖2）。最佳結(jié)合構(gòu)象的氫鍵參數(shù)如表1所示。

圖2GF與ACE的相互作用Fig.2Interaction of GF with ACE

表1　GF與ACE形成的最佳結(jié)合構(gòu)象的氫鍵信息Table 1 Hydrogen bonds observed between ACE and the best GF pose

由表1可知，GF中甘氨酸的氨基與Glu384形成了一個氫鍵，鍵長為2.19，鍵角為122.4o；苯丙氨酸C端的羥基分別與Lys511和Tyr520（O16）形成氫鍵，前一個氫鍵的鍵長為2.13，鍵角為160.9o，后一個氫鍵的鍵長為2.24，鍵角為122.1o；苯丙氨酸C端的羰基與Tyr520（O8）形成一個氫鍵，鍵長為2.04，鍵角為159.8o。由以上信息可知，GF與Lys511、Tyr520（O8）形成的2 個氫鍵相對較強，與Glu384、Tyr520（O16）形成的氫鍵相對較弱。其中，Tyr520參與了2 個氫鍵的形成，在兩者的相互作用中貢獻較大。同時，GF的碳端羥基（O16）分別參與形成了兩個氫鍵。GF與ACE間形成氫鍵的詳細信息見圖2d。

圖2c所示為GF周圍親水氨基酸及疏水氨基酸分布，其中，產(chǎn)生親水作用的氨基酸殘基有8 個：His353、His383、Glu384、His387、Glu411、Lys511、His513、Arg522，產(chǎn)生疏水作用的氨基酸殘基有5 個：Ala354、Ala356、Val380、Phe512、Val518。此外，Tyr523的芳香基為疏水基團也對結(jié)構(gòu)穩(wěn)定有所貢獻。這些氨基酸殘基參與了ACE與肽分子的相互作用，形成的作用力將二肽固定在ACE的活性中心，使得肽分子能與ACE以較高的親和力結(jié)合。GF分子中含有的親水性基團（—COOH、—NH3、—CO—NH—）參與了分子間親水作用的形成，與ACE活性位點的親水氨基酸殘基形成了較強的親水作用；而苯環(huán)等疏水基團則與活性位點的疏水氨基酸殘基形成了疏水作用，對復合物的穩(wěn)定起到一定作用。與ACE氨基酸殘基間氫鍵、親水、疏水、靜電作用（表6）的存在使得最佳結(jié)合構(gòu)象得以穩(wěn)定。

2.3GY和ACE的相互作用分析

采用相同方法將GY對接到ACE中，最終得到28 個較好的對接構(gòu)象。其中，最佳結(jié)合構(gòu)象的結(jié)合能為-262.92 kJ/mol，最佳構(gòu)象見圖3a、3b。由圖中可以清晰看出，GY結(jié)合于ACE活性空腔內(nèi)，并與之形成2 個氫鍵以維持復合物的穩(wěn)定。DS2.5軟件可分析ACE活性位點與最佳構(gòu)象的氫鍵、親水、疏水和靜電作用（表6）。最佳構(gòu)象的氫鍵參數(shù)如表2所示。

圖3GY與ACE間的相互作用Fig.3Interaction of GY with ACE

表2GY與ACE形成的最佳結(jié)合構(gòu)象的氫鍵信息Table 2 Hydrogen bonds observed between ACE and the best GY pose

如表2所示，Glu384與GY中酪氨酸的羰基形成氫鍵，鍵長為2.08，鍵角為144.5o，Tyr520與GY中甘氨酸的氨基形成氫鍵，鍵長為2.43，鍵角為149.5o，兩個氫鍵均為強氫鍵，在兩者的相互作用中貢獻較大，故Glu384和Tyr520為關(guān)鍵氨基酸，GY的氮端氨基和碳端羰基為關(guān)鍵基團。GY與ACE間形成氫鍵的詳細信息見圖3d。

圖3c所示為GY周圍親水氨基酸及疏水氨基酸分布，其中，His353、His383、Glu384、His387、Glu411、Lys511、His513、Arg522通過親水作用影響兩者的相互關(guān)系，Ala354、Ala356、Val380、Phe512、Val518通過疏水作用穩(wěn)定復合物的構(gòu)象。這些氨基酸與肽分子間的相互作用，形成的作用力將二肽固定在ACE的活性中心，使得肽分子能與ACE以較高的親和力結(jié)合，從而使構(gòu)象得以穩(wěn)定。

2.4VF和ACE的相互作用分析

將VF對接到ACE中，最終得到8 個較好的對接構(gòu)象。DS分析出的最佳結(jié)合構(gòu)象（圖4a、4b）結(jié)合能為-274.32 kJ/mol，并與ACE之間形成4 個氫鍵（圖4d）。最佳結(jié)合構(gòu)象的氫鍵參數(shù)如表3所示。

圖4VF與ACE的相互作用Fig.4Interaction of VF with ACE

表3VF與ACE形成的最佳結(jié)合構(gòu)象的氫鍵信息Table 3 Hydrogen bonds observed between ACE and the best VF pose

由表3可知，VF中纈氨酸的氨基與Ala354形成了3 個氫鍵，與Glu384形成了一個強氫鍵。其中Ala354參與了3 個氫鍵的形成，Glu384雖只形成一個氫鍵但為強氫鍵，Ala354及Glu384在兩者的相互作用中貢獻較大。同時，VF的氮端氨基分別參與形成了4 個氫鍵，故VF的氮端氨基為關(guān)鍵基團。VF與ACE間形成氫鍵的詳細信息見圖4d。

圖4c所示為VF周圍親水氨基酸及疏水氨基酸分布，其中，His353、His383、Glu384、His387、Glu411、Lys511、His513、Arg522通過親水作用影響兩者的相互關(guān)系，Ala354、Ala356、Val380、Phe512、Val518通過疏水作用穩(wěn)定復合物的構(gòu)象。這些氨基酸殘基參與了ACE與肽分子的相互作用，形成的作用力將二肽固定在ACE的活性中心，使得肽分子能與ACE以較高的親和力結(jié)合。

2.5IY和ACE的相互作用分析

采用相同方法將IY對接到ACE中，最終得到8 個較好的對接構(gòu)象。其中，最佳結(jié)合構(gòu)象的結(jié)合能為-359.99 kJ/mol，最佳構(gòu)象見圖5a。由圖中可以清晰看出，IY結(jié)合于ACE活性空腔內(nèi)，并與之形成3 個氫鍵以維持復合物的穩(wěn)定。DS2.5軟件分析ACE活性位點與最佳構(gòu)象的氫鍵、親水、疏水和靜電作用（表6）。最佳構(gòu)象的氫鍵參數(shù)如表4所示。

圖5IY與ACE間的相互作用Fig.5Interaction of IY with ACE

表4　IY與ACE形成的最佳結(jié)合構(gòu)象的氫鍵信息Table 4 Hydrogen bonds observed between ACE and the best IY pose

如表4所示，IY氮端氨基與Ala354形成兩個氫鍵，同時與Glu384形成一個氫鍵，且為強氫鍵。ACE中Ala354與Glu384兩個氨基酸殘基在與肽的相互作用中貢獻較大，故Ala354和Glu384為關(guān)鍵氨基酸殘基，IY的氮端氨基參與了3 個氫鍵的形成，為關(guān)鍵基團。IY與ACE間形成氫鍵的詳細信息見圖5d。

圖5c所示為IY周圍親水氨基酸及疏水氨基酸分布，其中，His353、His383、Glu384、His387、Glu411、Lys511、His513、Arg522通過親水作用影響兩者的結(jié)合，Ala354、Ala356、Val380、Phe512、Val518通過疏水作用穩(wěn)定復合物的構(gòu)象。這些氨基酸與肽分子間的相互作用，形成的作用力將二肽固定在ACE的活性中心，使得肽分子能與ACE以較高的親和力結(jié)合，從而使構(gòu)象得以穩(wěn)定。

2.6二肽與ACE之間氫鍵作用綜合分析

氫鍵對分子間相互作用往往貢獻較大[23-25]。表5為GF、GY、VF、IY與ACE間氫鍵作用的綜合分析表，由此表可知，Glu384均與GF、GY、VF、IY形成了氫鍵，故Glu384可認為是二肽和ACE間形成氫鍵的最關(guān)鍵氨基酸殘基。同時，Ala354、Lys511、Tyr520也不同程度參與了氫鍵的形成，對與抑制肽的結(jié)合發(fā)揮了積極作用，但它們并非是必需的。

表5ACE抑制二肽與ACE間形成的氫鍵信息統(tǒng)計表Table5Hydrogen bonds observed between the best bioactive peptide poses

表6ACE抑制肽與ACE活性位點氨基酸殘基間的相互作用能Table 6 Electrostatic energy， van der Waals energy and total potential energyol） of the best poses obtained from docking results kJ/mol

2.7二肽與ACE重要氨基酸殘基之間的作用能分析

表6為GF、GY、VF、IY分別與ACE活性位點的氨基酸殘基間的相互作用能，包括范德華能和靜電能。相互作用能越大，表明結(jié)合物就越穩(wěn)定。在GF與ACE的相互作用中，靜電力（-116.11 kJ/mol）比范德華力（-75.20 kJ/mol）所起的作用大，His353（-7.94 kJ/mol）、Lys511（-116.87 kJ/mol）、His513（-10.37 kJ/mol）、Tyr520（-53.12 kJ/mol）、Arg522（-7.43 kJ/mol）、Tyr523（-17.07 kJ/mol）為兩者相互作用中的關(guān)鍵氨基酸殘基，尤其Lys511、Tyr520、Tyr523對復合物的穩(wěn)定性貢獻最大；而在GY與ACE的相互作用中，范德華力（-56.41 kJ/mol）的作用勝于靜電力（-30.66 kJ/mol），其中，His353（-7.57 kJ/mol）、Ala354（-7.38 kJ/mol）、Glu384（-23.44 kJ/mol）、Lys511（-76.27 kJ/mol）、His513（-11.22 kJ/mol）、Tyr520（-23.73 kJ/mol）、Arg522（-13.23 kJ/mol）對復合物的穩(wěn)定性影響較大，特別是Glu384、Lys511、Tyr520對復合物的穩(wěn)定貢獻最大；在VF與ACE的相互作用中，靜電力（51.94 kJ/mol）比范德華力（-38.96 kJ/mol）所起的作用大，His353（-15.79 kJ/mol）、Ala354（-61.70 kJ/mol）、Ser355（-14.87 kJ/mol）、Glu384（-63.77 kJ/mol）、Arg522（-94.95 kJ/mol）為兩者相互作用的關(guān)鍵氨基酸殘基，尤其Ala354、Glu384、Arg522為兩者作用的關(guān)鍵氨基酸殘基。在IY與ACE的相互作用中，靜電力（109.89 kJ/mol）比范德華力（-55.02 kJ/mol）所起的作用大，Ala354（-58.35 kJ/mol）、Glu384（-46.68 kJ/mol）、Arg522（-98.25 kJ/mol）為兩者相互作用的關(guān)鍵氨基酸殘基。

綜合GF、GY、VF、IY與ACE的對接結(jié)果可知，4 個二肽均與Ala354、Glu384、Arg522存在相互作用，尤其是Glu384同時參與了GF、GY、VF、IY與ACE的氫鍵形成，可見，Ala354、Glu384、Arg522是ACE活性位點中起重要作用的殘基，對二肽和ACE的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性有重要影響。GF、GY、VF、IY均為二肽，長度相等且抑制類型相同，這解釋了GF、GY、VF、IY與ACE的結(jié)合表現(xiàn)出相似的分子作用機制[22]。此外，二肽分子中參與氫鍵形成的多為氮端氨基，這些基團在配體與受體的結(jié)合中起著重要作用。從另一方面看，GF、GY和VF三者與ACE的結(jié)合方式盡管較為相似，然而GF的活性遠遠小于GY與VF（IC50值反映），究其原因，可能在于GY和VF與ACE中Glu384之間均形成了強氫鍵，而GF與其形成的氫鍵為弱氫鍵，該氫鍵作用對ACE抑制活性具有重要影響。這一點從IY與ACE的對接信息上進一步得到驗證，IY具有4 個二肽中最強的抑制活性，同樣IY與Glu384之間形成了強氫鍵，有利于其抑制活性的發(fā)揮。

表7ACE抑制肽與ACE形成的最佳構(gòu)象的結(jié)合能Table7Binding energy of the best poses obtained from docking results wite ACE

結(jié)合能是表征眾多配體與大分子結(jié)合穩(wěn)定性的一個重要參數(shù)。如表7所示，GF與ACE之間的結(jié)合能為-236.44 kJ/mol，GY與ACE之間的結(jié)合能為-262.92 kJ/mol，VF與ACE之間的結(jié)合能為-274.32 kJ/mol，IY與ACE之間的結(jié)合能為-359.99 kJ/mol。GF、GY、VF、IY的結(jié)合能依次增大，表明它們與ACE的結(jié)合能力逐漸增強，這剛好與它們的IC50值依次減?。ɑ钚栽鰪姡┑膶嶒灲Y(jié)果一致。由此可知，抑制效果好的二肽，與ACE的結(jié)合力較強，即對ACE的活性影響較大，這是與理論相吻合的實踐結(jié)果。

3　結(jié)論

本實驗將4 個代表性ACE抑制二肽（GF、GY、VF、VY）與ACE進行分子對接研究，通過對對接結(jié)果的分析，得出對ACE活性起重要作用的殘基：Ala354、Glu384、Arg522及二肽中重要的基團：氮端氨基。同時指出，4 個二肽與ACE的結(jié)合表現(xiàn)出相似的分子作用機制，且4 個二肽的結(jié)合能的變化與其IC50值的變化相一致。以上結(jié)論可部分揭示ACE抑制肽的作用機制，給出ACE抑制二肽與ACE關(guān)鍵氨基酸殘基相互作用的直接證據(jù)，可為降壓新藥的設(shè)計與研發(fā)提供一定的借鑒及理論指導。

[1] ROKS A J M, BUIKEMA H, PINTO Y M, et al. The renin-angiotensin system and vaseular function. The role of antiotensinⅡ, angiotensinconverting enzyme, and alternative conversion of angiotensinⅠ[J]. Heart Vessels, 1997, Suppl 12: 119-124.

[2] STURROCK E, NATESH R, ROOYEN J, et al. Whats new in the reninangiotensin system:structure of angiotensinⅠ-converting enzyme[J]. Cellular and Molecular Life Sciences, 2004, 61(21): 2677-2686.

[3] 孫勤, 陳季旺, 夏文水, 等. 食品蛋白源ACE抑制肽的生理和生化性質(zhì)[J]. 武漢工業(yè)學院學報, 2009, 28(1): 27-31.

[4] 王志超, 安玉會. 生物活性肽的研究進展[J]. 河南醫(yī)學研究, 2004, 13(4): 353-356.

[5] LI Guanhong, LE Guowei, SHI Yonghui, et al. AngiotensinⅠ-converting enzyme inhibitory peptides derived from food proteins and their physiological and pharmacological effects[J]. Nutrition Research, 2004, 24: 469-486.

[6] KUBA M, TANAKA K, TAWATA S, et al. AngiotensinⅠ-converting enzyme inhibitory peptides isolated from tofuyo fermented soybean food[J]. Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry, 2003, 67(6): 1278-1283.

[7] WU Jianping, ALUKO R E, NAKAI S. Structural requirements of angiotensinⅠ-converting enzyme inhibitory peptides: quantitative structure-activity relationship study of di- and tripeptides[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2006, 54(3): 732-738.

[8] WU Jianping, ALUKO R E, NAKAI S. Structural requirements of angiotensinⅠ-converting enzyme inhibitory peptides: quantitative structure-activity relationship modeling of peptides containing 4-10 amino acid residues[J]. Qsar and Combinatorial Science, 2006, 25(10): 873-880.

[9] 劉靜, 彭劍秋, 管驍. 基于MLR的ACE抑制肽定量構(gòu)效關(guān)系建模研究[J]. 分析科學學報, 2012, 28(1): 16-22.

[10] 劉靜, 管驍, 彭劍秋. 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在ACE抑制肽QSAR中的應用研究[J].分析測試學報, 2012, 31(10): 1260-1265.

[11] 劉靜, 管驍, 彭劍秋. 基于氨基酸描述符SVHEHS的ACE抑制肽QSAR研究[J]. 化學學報, 2012, 70(1): 83-91.

[12] PAN Daodong, GUO Huiqing, ZHAO Bo, et al. Studies on purifi cation and the molecular mechanism of a novel ACE inhibotory peptide from whey protein hydrolysate[J]. Food Chemistry, 2012, 130(1): 121-126.

[13] ABAGYAN R, TOTROV M. High-throughput docking for lead generation[J]. Current Opinion in Chemical Biology, 2001, 5(4): 375-382. [14] KROEMER R T. Structure-based drug design: docking and scoring[J]. Current Protein and Peptide Science, 2007, 8(4): 312-328.

[15] GSEHWEND D A, GOOD A C, KUNTZ I D. Molecular docking towards drug discovery[J]. Journal of Molecular Recognition, 1996, 9(2): 175-186.

[16] 王偉, 沈生榮, 馮風琴, 等. 基于藥效團的血管緊張素轉(zhuǎn)化酶抑制肽的結(jié)構(gòu)優(yōu)化[J]. 中國科學B輯: 化學, 2008, 38(4): 357-364.

[17]FUJITA H, YOKOYAMA K, YOSHIKAWA M. Classification and antihypertensive activity of angiotensinⅠ-converting enzyme inhibitory peptides derived from the edible mushroom Tricholoma giganteum[J]. Peptides, 2004, 25: 621-627.

[18] ANTONELLA P, SUSAN C, GIOVANNI C, et al. Molecular modeling of mirarulin: structural analyses and functional hypotheses[J]. Biochemical and Biophysical Research Communications, 2008, 367(1): 26-32.

[19] KIM D, PARK J, KIM J, et al. Flavonoids as mushroom tyrosinase tyrosinase inhibitors: a fluorescence quenching study[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2006, 54(3): 935-941.

[20] KIM M R, YUKIO K, KIM K M, et al. Tastes and structures of bitter peptide, asparagine-alanine-leucine-proline-glutamate, and its synthetic analogues[J]. Journal of Agricultural and Food Chem istry, 2008, 56(21): 5852-5858.

[21] KANG N J, LEE K W, KIM B H, et al. Coffee phen olic phytochemicals suppress colon cancer metastasis by targeting MEK and TOPK[J]. Carcinogenesis, 2011, 32( 6): 921-928.

[22] PAN Daodong, GUO Huiqing, ZHAO Bo, et al. The molecular mechanisms of interactions between bioactive peptides and angiotensin-converting enzyme[J]. Bioorganic and Medicinal Chemi stry Letters, 2011, 21(13): 3898-3904.

[23] 郁彩虹, 張耀東, 高裙裙, 等. 分子對接和熒光光譜法研究槲皮素與β-葡萄糖苷酶的相互作用[J]. 光譜學與光譜分析, 2011, 31(8): 2151-2155.

[24] 徐倩, 鄧丹丹, 曹志娟, 等. 熒光法和分子對接研究4種黃酮與血清白蛋白的相互作用[J]. 分析化學研究學報, 2010, 38(4): 483-487.

[25] 楊旭曙, 王曉棟, 季力, 等. 分子對接結(jié)合比較分子相似性指數(shù)分析用于雌激素類化合物活性預測和分子機理研究[J]. 科學通報, 2008, 53(22): 2735-2741.

Flexible Molecular Docking of Interaction between AngiotensinⅠ-Converting Enzyme（ACE）Inhibitory Dipeptides and ACE

GUAN Xiao1，LIU Jing2，*，SU Xina1，HAN Fei3，WANG Wengao4，5，SHEN Ruiling6，LI Jingjun7，LIAO Lili8
（1.School of Medical Instrument and Food Engineering，University of Shanghai for Science and Technology，Shanghai200093，China；2.College of Information Engineering，Shanghai Maritime University，Shanghai200135，China；3.Academy of State Administration of Grain，Beijing100037，China；4.Shanghai Liangyou（Group）Co.Ltd.，Shanghai200333，China；5.Shanghai Grain Science Research Institute，Shanghai200333，China；6.School of Food and Bioengineering，Zhengzhou University of Light Industry，Zhengzhou450002，China；7.Jiangsu Changshou（Group）Co.Ltd.，Rugao226500，China；8.Guilin Ximai Food Company，Guilin541004，China）

AngiotensinⅠ-converting enzyme (ACE) inhibitory peptides are ideal anti-hypertension drugs because they can inhibit ACE activity in vivo effectively, and have strong blood-reducing activity without side effects. However, their molecular mechanism remains unclear so far. In this paper, four typical ACE inhibitory dipeptides including GF (Gly-Phe), GY (Gly-Tyr), VF (Val-Phe) and IY (Ile-Tyr) were chosen as re search targets, and their action modes and molecular mechanisms on ACE were studied in detail by flexible molecular docking method. The results showed that hydrogen bond, hydrophobic, hydrophilic and electrostatic interactions existed between peptides and ACE, in which hydrogen bond interaction plays the dominant role. Moreover, Ala354, Glu384 and Arg522 in ACE were especially important binding site with active peptides, and N-terminal amino groups were the key groups in dipeptides. This information will be helpful for the molecule design of new ACE inhibitory peptides with strong activity.

angiotensin Ⅰ-converting enzyme; inhibitory dipeptides; molecular docking; molecular mechanism

TS201.25

A

1002-6630（2015）05-0001-06

10.7506/spkx1002-6630-201505001

2014-05-30

國家自然科學基金青年科學基金項目（31101348）；上海市自然科學基金項目（14ZR1419200）

管驍（1979—），男，副教授，博士，研究方向為食品功能因子開發(fā)。E-mail：gnxo@163.com

劉靜（1979—），女，副教授，博士，研究方向為生物信息學。E-mail：Jingliu@shmtu.edu.cn