Jae Won Jeong;Seung Yun Lee;Da Young Lee;Jae Hyeon Kim;Seung Hyeon Yun;Juhyun Lee;Ermie Jr. Mariano;Sung Sil Moon;Sun Jin Hur
Food Science of Animal Resources
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v.44
no.3
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pp.533-550
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2024
Peptides with bioactive effects are being researched for various purposes. However, there is a lack of overall research on pork-derived peptides. In this study, we reviewed the process of obtaining bioactive peptides, available analytical methods, and the study of bioactive peptides derived from pork. Pepsin and trypsin, two representative protein digestive enzymes in the body, are hydrolyzed by other cofactors to produce peptides. Bicinchoninic acid assay, sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis, chromatography, and in vitro digestion simulation systems are utilized to analyze bioactive peptides for protein digestibility and molecular weight distribution. Pork-derived peptides mainly exhibit antioxidant and antihypertensive activities. The antioxidant activity of bioactive peptides increases the accessibility of amino acid residues by disrupting the three-dimensional structure of proteins, affecting free radical scavenging, reactive oxygen species inactivation, and metal ion chelating. In addition, the antihypertensive activity decreases angiotensin II production by inhibiting angiotensin converting enzyme and suppresses blood pressure by blocking the AT1 receptor. Pork-derived bioactive peptides, primarily obtained using papain and pepsin, exhibit significant antioxidant and antihypertensive activities, with most having low molecular weights below 1 kDa. This study may aid in the future development of bioactive peptides and serve as a valuable reference for pork-derived peptides.
Recently, interest in food-derived bioactive peptides as promising ingredients for the prevention and improvement of hypertension is increasing. The purpose of this study was to determine the structure and antihypertensive effect of an antioxidant peptide purified from velvet antler in a previous study and evaluate its potential as a various bioactive peptide. Molecular weight (MW) and amino acid sequences of the purified peptide were determined by quadrupole time-of-flight electrospray ionization mass spectroscopy. The angiotensin I-converting enzyme (ACE) inhibition activity of the purified peptide was assessed by enzyme reaction methods and in silico molecular docking analysis to determine the interaction between the purified peptide and ACE. Also, antihypertensive effect of the purified peptide in spontaneously hypertensive rats (SHRs) was investigated. The purified antioxidant peptide was identified to be a pentapeptide Asp-Asn-Arg-Tyr-Tyr with a MW of 730.31 Da. This pentapeptide showed potent inhibition activity against ACE (IC50 value, 3.72 μM). Molecular docking studies revealed a good and stable binding affinity between purified peptide and ACE and indicated that the purified peptide could interact with HOH2570, ARG522, ARG124, GLU143, HIS387, TRP357, and GLU403 residues of ACE. Furthermore, oral administration of the pentapeptide significantly reduced blood pressure in SHRs. The pentapeptide derived from enzymatic hydrolysate of velvet antler is an excellent ACE inhibitor. It might be effectively applied as an animal-based functional food ingredient.
Objective: This research aims to explore the nutritional and bioactive peptide properties of goat meat taken from various primal cuts, including the breast, shoulder, rib, loin, and leg, to produce these bioactive peptides during in vitro gastrointestinal (GI) digestion and absorption. Methods: The goat meat from various primal cuts was obtained from Boer goats with an average carcass weight of 30±2 kg. The meat was collected within 3 h after slaughter and was stored at -80℃ until analysis. A comprehensive assessment encompassed various aspects, including the chemical composition, cooking properties, in vitro GI digestion, bioactive characteristics, and the bioavailability of the resulting peptides. Results: The findings indicate that the loin muscles contain the highest protein and essential amino acid composition. When the meats were cooked at 70℃ for 30 min, they exhibited distinct protein compositions and quantities in the sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis profile, suggesting they served as different protein substrates during GI digestion. Subsequent in vitro simulated GI digestion revealed that the cooked shoulder and loin underwent the most significant hydrolysis during the intestinal phase, resulting in the strongest angiotensin-converting enzyme (ACE) and dipeptidyl peptidase-IV (DPP-IV) inhibition. Following in vitro GI peptide absorption using a Caco-2 cell monolayer, the GI peptide derived from the cooked loin demonstrated greater bioavailability and a higher degree of ACE and DPP-IV inhibition than the shoulder peptide. Conclusion: This study highlights the potential of goat meat, particularly cooked loin, as a functional meat source for protein, essential amino acids, and bioactive peptides during GI digestion and absorption. These peptides promise to play a role in preventing and treating metabolic diseases due to their dual inhibitory effects on ACE and DPP-IV.
Recently, functional foods and bioactive components in foods have drawn the attention and interest of food scientists, nutritionists, health professionals, and general consumers. Bioactive whey protein is a highly concentrated milk serum isolate or concentrate, which is high in protein (80~90% protein by weight), carbohydrate- and sugar-free, and nonfat or very low in fat. Bioactive whey protein enhances both healthy and deficient immune systems. In general, ultrafiltered whey protein contains various whey protein concentrate peptides, which could be used for manufacturing probiotics added to health beverages. Hence, the objective of this paper was to review the published literature on research of new functionally improved health beverages using various bioactive components extracted from milk and dairy products.
The functional peptides from protein hydrolysates of various fishery sources have been identified such as antioxidant activity. The main intention of this study was purification and characterization of antioxidative peptide from black eelpout muscle. The antioxidative peptides were purified from black eelpout (Lycodes diapterus) muscle using different proteases. Antioxidant activity of black eelpout hydrolysates was evaluated using DPPH radical scavenging activity. Among six hydrolysates, the pepsin hydrolysate had the highest antioxidant activity compared to the other hydrolysates. Therefore, it was further purified and a peptide with seven amino acid residues of DLVKVEA (784 Da) was identified by amino acid sequence analysis. The EC50 value for scavenging DPPH radicals by purified peptide was 688.77 μM. Additionally, the purified peptide exhibited protective effect against DNA damage induces by oxidation in mouse macrophages (RAW 264.7 cells). The results of this study suggest that black eelpout muscle protein hydrolysate could potentially contribute to development of bioactive peptides in basic research.
Jae Hyeon Kim;Da Young Lee;Seung Yun Lee;Ermie Jr. Mariano;Jae Won Jeong;Seung Hyeon Yun;Juhyun Lee;Jinmo Park;Yeongwoo Choi;Dahee Han;Jin Soo Kim;Cheorun Jo;Sun Jin Hur
Food Science of Animal Resources
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v.44
no.3
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pp.551-569
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2024
This study was conducted to compare and analyze the changes in the biochemical characteristics and biological activity of peptide extracts derived from Chickso, Hanwoo, and Wagyu beef during digestion. The results of the in vitro digestion analysis revealed that the digestion rate, total free amino acid content, and antioxidant and antihypertensive activities of Chickso loin and shank myofibrillar proteins were significantly higher (p<0.05) than those of Hanwoo and Wagyu loin and shank myofibrillar proteins. Particularly, the peptide extracts of Chickso loin and shank had a high angiotensin-converting enzyme inhibitory activity. In mice in vivo digestion experiment, the blood serum of mice fed with Chickso loin peptide extract (<10 kDa) showed the highest antioxidant enzyme activity. Thus, Chickso peptide extracts were deemed to be similar or more bioactive than Hanwoo and Wagyu peptide extracts, and can be used as bioactive materials.
Clam worms (Marphysa sanguinea) are a rich source of bioactive components such as the antibacterial peptide, perinerin. In the present study, we explored the physiological activities of a novel NCWPFQGVPLGFQAPP peptide (NCW peptide), which was purified from clam worm extract through high-performance liquid chromatography. Tandem mass spectrometry (MS/MS) revealed that NCW was a new peptide with a molecular weight of 1757.86 kDa. Moreover, NCW peptide exhibited significant antioxidant effects, causing a 50% inhibition of DPPH radical at a concentration of 20 μM without showing any cytotoxicity. These were associated with a reduction in the activity of catalase (CAT), superoxide dismutase (SOD), glutathione peroxidase (GSH-Px), and malondialdehyde (MDA) in LPS-stimulated RAW264. 7 cells. Furthermore, NCW peptide exhibited anti-inflammatory effects in LPS-stimulated RAW264.7 macrophages via inhibition of the abnormal production of pro-inflammatory cytokines including nitric oxide (NO), inducible nitric oxide synthase (iNOS), and cyclooxygenase-2 (COX-2). These anti-inflammatory effects of NCW peptide were associated with the inhibition of interleukin-1β (IL-1β) and tumor necrosis factor-α (TNF-α). Our results therefore suggest that this novel NCW peptide with antioxidant and anti-inflammatory effects could be a good therapeutic agent against inflammation-related diseases.
Automated HPLC/SPE/HPLC coupling experiments using the Sepbox system allowed the rapid identification of four bioactive principles reducing the production of amyloid $\beta$-peptide ($A{\beta}$) from two South African plants, Euclea crispa subsp. crispa and Crinum macowanii. The structures of biologically active compounds isolated from the methanol extract of Euclea crispa subsp. crispa were assigned as 3-oxo-oleanolic acid (1) and natalenone (2) based on their NMR and MS data, while lycorine (3) and hamayne (4) were isolated from the dichloromethane-methanol (1:1) extract of Crinum macowanii. These compounds were shown to inhibit the production of $A{\beta}$ from HeLa cells stably expressing Swedish mutant form of amyloid precursor protein (APPsw).
Bioactive peptides (BAP) showed excellent cosmetic activity than bio-materials such as caffeic acid (CA), gallic acid (GA), and nicotinic acid (NA). Caffeoyl tripeptide-1 (CT-1) is a BAP that is stabilized with Gly-His-Lys (GHK) tripeptide and CA by using Fmoc solid phase peptide synthesis. Digalloyl tetrapeptide-19 (DT-19) is stabilized by combining Lys-Glu-Cys-Gly with GA and nicotinoyl tripeptide-1 (NT-1) is synthesized by GHK and NA. According to experiments, CT-1 has an excellent anti-oxidant function even with a very small amount of 10 ppm CT-1. DT-19's tyrosinase inhibition activity has the better effect of about 28.57% in 0.01% and 33.33% in 0.005% of concentration and about 7.89% in 0.001% concentration than vitamin-C. In addition, NT-1 is safer than the NA. Almost BAPs like pal-KTTKS, acetyl hexapeptide, and copper tripeptide-1 have the anti-wrinkle effect while DT-19 and NT-1 are applicable for potential BAPs focused on the whitening effect. The three kinds of BAPs like CT-1, DT-19, and NT-1 consisting of amino acids are safe to the skin, and have more excellent stability than bio-materials which are found to be unstable and cause skin irritation. Due to the high biological activity of BAP in the field of skin care, its utilization will increase constantly.
Chronic inflammation is involved in cancers, rheumatoid arthritis, and Crohn's disease. Inerleukin-6 (IL-6) plays major roles in inflammation. Chungkookjang, fermented soybean contains diverse peptides produced by cleavage of soybean proteins. The peptides can be bioactive compounds. Peptide (Gly-Val-Tyr-Tyr-Met-Tyr was purified from Chungkookjang, and modified to be 6mer H, Glu-Val-Tyr-Tyr-Met-Tyr (EVYYMY). Peptide H's activity to suppress IL-6 expression in a human breast cancer cell, MDA-MB-231 was determined. IL-6 Expression was reduced in the cell treated with peptide H 25 times less than controls which were not treated with peptide H. Proliferation of MDA-MB-231 cells was inhibited by peptide H, which is concentration-dependent. Blocking of IL-6 signals is known to be effective in reducing inflammation in rheumatoid arthritis, Crohn's disease, and cancers. Since peptide H can reduce inflammatory IL-6 expression, application of this study will contribute to drug development for diseases which are caused by excessive IL-6.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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