什么是抗氧化肽

低濃度的自由基在各種人體生物功能中起著至關重要的作用，包括凋亡和蛋白質磷酸化過程。然而，在人體內過多的自由基往往與阿爾茨海默病、癌癥和其他慢性疾病等疾病有關。因此，發現安全、高效且易得的抗氧化劑以預防自由基對細胞的有害影響或減輕其負面影響至關重要。抗氧化肽是一種具有特殊結構的蛋白質片段，它們在體內可以幫助對抗氧化應激。抗氧化肽可以幫助中和這些自由基，減少它們對細胞的損傷，從而保護身體免受疾病和衰老的影響。

挑戰與方法

從頭抗氧化肽設計的概述圖。(a) 基礎（預訓練）生成模型。(b) 用于預測 AOP 的微調模型。(c) 用于預測生成序列的抗氧化活性的分類模型。根據五重分類評估開發了五個模型。(d) 從微調模型中生成了最多 8 個氨基酸的 5 萬條肽序列。(e) 根據生成的肽的新穎性和獨特性對其進行過濾。(f)使用抗氧化劑分類模型過濾剩余生成的肽，并基于所有五個分類模型的輸出概率將結果與0.99或更大的閾值相交。(g) 兩個肽毒性預測網絡服務器在 122 個剩余肽序列上的交集。(h) 使用 Levenshtein 距離對剩余序列進行聚類，并選擇每個聚類的質心數據點。(i)對12個肽進行DFT計算，并根據其性質選擇6個肽。(j) 實施 DPPH 清除測定。(l)實施羥基清除測定。(k)實施溶血測定。

隨后，作者采用遷移學習來對作者的模型進行微調，特別是用于生成AOPs。從微調模型獲得的所有數據都經過分類，以確定其清除活性。這種分類依賴于一個訓練有關抗氧化劑數據集的模型，以及從兩個不同服務器評估其毒性。經過這一嚴格的過濾過程，編制了最終的肽列表。這些肽進一步通過對其序列進行聚類分析，并選擇質心肽進行后續研究。密度泛函理論（DFT）計算被用來評估分子屬性，包括最高占據分子軌道（HOMO）、最低未占據分子軌道（LUMO）和HOMO–LUMO能隙。這些參數作為本研究中肽抗氧化劑排序的標準。根據這些計算參數，作者選擇了六種肽作為進一步調查的候選物。隨后，作者通過合成和測試所選擇的肽，證明了通過2,2-聯苯基-1-苯基肼（DPPH）、羥基和溶血試驗，作者將能夠識別非溶血性AOPs。所有實施的過程如圖2所示。在追求強大的抗氧化肽的過程中，作者采用了多方面的策略，以發現生成的肽是否能夠同時展現出抗氧化清除活性并通過利用分子動力學（MD）模擬抑制Keap1蛋白。Keap1-Nrf2蛋白相互作用（PPI）在調節Nrf2方面起著關鍵作用，Nrf2是一種轉錄因子，通過控制含有200多個抗氧化反應元件（ARE）的基因的轉錄來保護細胞免受氧化應激的影響。Keap1與Cullin3-RBX1復合物結合在一起，通過細胞負向結合，促進其泛素化和蛋白質體降解，從而對Nrf2起到負調控作用。氧化應激是各種病理狀況的主要促發因素，突顯了打破Nrf2/Keap1 PPI的重要性。

結論