Introduction

鲜味作为五种基本味觉之一，可以带给人们愉悦的感觉。鲜味可归因于有机酸、游离氨基酸、核苷酸、有机碱基、美拉德反应产物和某些肽。鲜味肽作为近年来提出的一种新的鲜味物质，可以与人类味蕾上的鲜味受体相互作用，从而表现出一定的鲜味特征，因此，发现鲜味肽对于制备新的鲜味调味品或鲜味食品具有重要意义。

鲜味是由鲜味物质与位于味蕾中的鲜味受体之间的相互作用产生的。目前，已经鉴定出两种主要的鲜味受体： 异二聚体T1R1 / T1R3和味觉代谢型谷氨酸受体4（mGluR4）。两者都是C型G蛋白偶联受体（GPCR），由N端捕蝇器结构域（VFTD），细胞外富含半胱氨酸的结构域（CRD）和7 个跨膜结构域（TMD）组成，其中VFTD主要负责识别鲜味配体。T1R1/ T1R3信号介导对鲜味的产生起着至关重要的作用，并能对大多数氨基酸作出响应。因此，T1R1 / T1R3被认为是最佳的鲜味受体, 加强对鲜味受体T1R1/T1R3识别机制的研究，可以加深对鲜味肽结构特征的认识，为新鲜味肽的筛选、鉴定和设计提供理论依据。

传统的分离和鉴定鲜味肽的方法集中在使用超滤、凝胶过滤色谱法和反相高效液相色谱法。鲜味肽的分离和制备主要是基于经典传统的实验方法，需要大量的工作和成本。基于计算机科学研究的进步，鲜味肽的筛选和鉴定变得越来越方便。虚拟筛选方法能省时和节约成本，可以在一定程度上替代传统的鲜味肽筛选方法。PeptideCutter在线酶解程序可用于预测某些代表性蛋白质释放的肽序列。分子对接是指两个分子通过结构互补和能量匹配相互识别。这是受体和配体之间复杂相互作用和虚拟筛选的有用工具。目前，分子对接已被广泛用于模拟配体和受体之间的相互作用，并已被证明是计算机辅助受体-配体结合预测鲜味肽的重要工具。 虹鳟鱼味道鲜美，含有丰富的风味物质，最早从朝鲜传入中国。 虹鳟鱼的伴肌动蛋白含有大量的氨基酸，通过水解鉴定了许多具有多种生物活性的肽。它可以用作鲜味肽的潜在来源。

海南大学食品科学与工程学院赵文竹副教授，于志鹏副教授等以虹鳟鱼伴肌动蛋白为研究对象，结合虚拟筛选，分子对接和电子舌体外验证技术筛选和鉴定新的鲜味肽，并揭示了鲜味肽和鲜味受体T1R1/T1R3相互作用的分子机制。 这项工作可能有助于从鱼类资源中发现新的鲜味肽。

Results and discussion

活性肽和 T1R1/T1R3 的分子对接分析

分子对接技术可被用于研究鲜味肽和味觉受体T1R1/T1R3以揭示鲜味成分的味觉机制。研究表明，T1R1亚基主要负责鲜味物质的识别，而T1R3亚基则负责其他辅助功能。潜在鲜味肽与T1R1 的对接能量如表 1 所示。分子对接结果表明，较低的“CDocker-Energy”代表肽与 T1R1/T1R3 之间的亲和力更高。在具有良好水溶性和无毒特性的 332 种肽中，20 种肽的对接能最低。因此，根据CDocker Enegry值选择了20 个肽段ENQK、DYEK、EEAK、DVEK、DMGK、EEGK、DFNK、DHVK、EANK、DFHK、SEVK、EMQK、DYQK、NEVK、DSSAK、DWDK、QSDK、ENTK、AYEK、ASGEK。这20个肽段的CDocker Enegry值依次上升，其中最低的CDocker Enegry值为ENQK，最高的CDocker Enegry值为ASGEK，分别为-119.089和-104.807 kcal/mol。已被报道的鲜味肽 QEEL、LEQL、ESLA、INEL、EESLA 和 VVGET 对 T1R1 的 CDocker 能量值分别为 -95.389、-91.955、-88.292、-82.795、-89.564 和 -75.024 kcal/mol。已被报道的鲜味肽的CDocker Enegry值均高于ASGEK，说明所选的20个肽与T1R1/T1R3有很强的亲和力。鲜味特性主要是通过酸性和碱性基团之间的相互作用，通常含有谷氨酸和天冬氨酸残基。此外，多肽N端带有谷氨酸（E）的小肽具有更强的鲜味。因此，选择并合成了3 种四肽 EANK、EEAK 和 EMQK 用于进一步研究。

表1肽的分子对接结果

鲜味肽与T1R1/T1R3的相互作用机制分析

3 种四肽与鲜味受体T1R1/T1R3的分子对接结果如图1-3所示。分子对接结果显示四肽与鲜味受体T1R1/T1R3周围残基之间的相互作用，包括盐桥、静电相互作用、常规氢键、碳氢键和pi-烷基相互作用。图1显示，残基ARG277、GLU52、ARG307、SER248与肽EANK形成氢键;此外，ASP218、ARG151、GLU70与EANK形成静电相互作用。四肽EEAK通过氢键与T1R1/T1R3周围残基ARG277、GLU278、ARG307、SER148和THR149相互作用；与 LYS328, ASP147, ARG151形成静电相互作用 (图2)。四肽EMQK通过氢键与ARG151、GLU52、HIS398、ARG307、THR149、LYS328和TYR220相互作用;与ASP147、GLU301和GLU70形成静电相互作用 (图3)。在氢键、疏水相互作用、静电相互作用和范德华相互作用中，氢键和静电相互作用往往是配体与受体相互作用的基本因素。因此，在这项研究中，氢键和静电相互作用是重要的相互作用力。此外，氨基酸残基Arg277、Arg151、Asp147和Gln52一直是鲜味肽与T1R1的对接位点。Arg151出现频率最高，其次是Asp147和Gln52。这表明，氨基酸残基Arg277、Arg151、Asp147和Gln52可能在鲜味的产生中起关键作用。

（A） 结合部位的三维氢键表面图。（B） EANK肽与T1R1/T1R3相互作用的二维平面图。

图1EANK肽与T1R1/T1R3相互作用的对接

（A） 结合部位的三维氢键表面图。（B） EEAK肽与T1R1/T1R3相互作用的二维平面图。

图2EEAK肽与T1R1/T1R3的相互作用对接

（A） 结合部位的三维氢键表面图。（B） EMQK肽与T1R1/T1R3相互作用的二维平面图。

图3EMQK肽与T1R1/T1R3的相互作用对接

Conclusion

从虹鳟鱼的伴肌动蛋白鉴定出3 种新的鲜味肽 EANK、EEAK 和 EMQK。分子对接结果表明，肽EANK、EEAK和EMQK可以进入T1R1腔的结合口袋，其中Arg151、Asp147、Gln52和Arg277可能在鲜味的产生中起关键作用。氢键和静电相互作用是配体和受体相互作用的关键相互作用力。 这项工作有助于了解 虹鳟鱼的美味机制以及从鱼类资源中发现新的鲜味肽。