蘑菇在地球生物圈中广泛分布。蘑菇是蒽醌类、萜烯类、甾体类、苯甲酸衍生物等次生代谢物的最佳代谢物来源,以及含有少量蛋白质、肽和草酸的初级代谢物。蘑菇具有多种药理作用,包括抗菌、清除自由基、免疫调节、抗肿瘤、抗高胆固醇血症、保护心血管、抗真菌、抗糖尿病、保肝、抗寄生虫和解毒作用。
蛹虫草(Cordyceps militaris)是由子实体(草部分)和菌核(昆虫的尸体》组成的复合体,蛹虫草的子实体和菌丝体中存在不同的生物活性化合物,包括多糖、腺苷衍生物(主要是虫草素)、甘露醇、麦角甾醇、蛋白质和肽。C.militaria显示出多种治疗特性,包括抗炎和抗氧化特性,减少身体疲劳,有助于控制血糖和治疗慢性肾病,改善肝功能和提高身体机能,调节血压和提高体内氧饱和度,还具有抗肿瘤和抗衰老特性。
据悉,目前还没有文献报道用GC-MS和LC-MS对蛹虫草甲醇提取物进行解析,并用蛋白水解酶分离抗菌肽。本研究拟通过对蛹虫草甲醇粗提物极性的研究,对其生物活性成分进行鉴定和表征,并从蛹虫草中分离出蘑菇活性肽(MBAPs)。采用不同方案和不同菌株检测其生物代谢物和多肽的抑菌活性,分别采用DPPH、α-淀粉酶和BSA测定其抗氧化、抗糖尿病和抗炎作用,并通过SDS-PAGE进行鉴定。这项研究探讨了药用蘑菇的生物代谢物和抗菌肽,以消除微生物感染和其他疾病的风险。采用GC-MS定量化合物对非小细胞肺癌基因(NSCLC)进行计算分析,评价蛹虫草的生物代谢物。
使用 GCMS 分析共鉴定出 34 种化合物,占鉴定总检出成分的 100%,使用 LC-MS 鉴定出 20 种化合物,显示出较强的生物活性。FT-IR光谱显示出强大的瞬时峰,具有不同的生物活性成分,包括存在于蛹虫草甲醇提取物中的羧酸、酚类、胺和烷烃。在蛹虫草中,在 70% 浓度的蛋白质提取物中观察到较高的蛋白质浓度 (500 μg/ml ± 0.025)。甲醇提取物的最佳抗氧化活性 (% 自由基清除活性) 为 80a ± 0.03,抗糖尿病活性为 37 ± 0.057,抗炎活性为 40 ± 0.021,浓度为 12 mg/ml。不同浓度蛹虫草蛋白和甲醇提取物均具有显著的抑菌活性(p < 0.05)。吲哚嗪,2-(4-甲基苯基)具有最强的结合亲和力 (微摩尔级) 和优化的性能,可选择作为先导抑制剂。它与非小细胞肺癌基因的RET基因活性位点相互作用良好,具有神经保护和保肝作用。
图1.SDS-PAGE分析。(A) 蛹虫草蛋白的SDS-PAGE(B)Thermo Scientific TMPageRulerTM预染色蛋白阶梯大小(kDa)(C)虫草蛋白的蛋白酶解处理。
图2. 吲哚嗪、2-(4-甲基苯基)和RET的分子相互作用。
(A) DeepSite结合RET蛋白囊。活性残基由黄色箭头突出显示(B)氢键,显示对接复合物的三维图像(C)对接复合物三维图像,显示氨基酸和蛋白质配体相互作用的距离(D)吲哚嗪、2-(4-甲基苯基)-与RET基因复合物的最佳位置可视化。
SwissADME分析显示,吲哚嗪,2-(4-甲基苯基)-具有良好的亲脂性(Log p < 4 Log Po/w(2.90)),是抗非小细胞肺癌的最佳化合物。药代动力学分析表明,该药物具有良好的胃肠道吸收和水溶性,符合利平斯基定律。根据药代动力学分析和化合物相互作用显示糖蛋白通透性低,CYP2C9和CYP2C19无抑制作用。吲哚嗪,2-(4-甲基苯基)-对肝毒性、致癌性和免疫毒性的可预测性较低。致突变性和细胞毒性评分也很低且无活性。有很高的迹象表明,吲哚嗪,2-(4-甲基苯基)-不会致癌、致突变或具肝毒性。
本研究旨在分析蛹虫草的生物活性。该测试包括使用非酶测定的抗氧化活性,使用耐药和非耐药菌株的抗微生物活性。在生物活性方面,蛹虫草甲醇提取物表现出较强的抗氧化活性,虫草素等酚类化合物的抗氧化性能主要归功于其较强的供氢能力。因此,这些研究结果表明,蛹虫草是治疗各种疾病的良好候选者,特别是那些抗氧化应激是其发生机制之一的疾病。结果表明,吲哚嗪2-(4-甲基苯基)的结合亲和力(微摩尔)最高,性能最佳,可作为铅抑制剂。它与非小细胞肺癌RET基因的活性位点相互作用良好,具有神经保护和肝保护作用。因此,吲哚嗪,2-(4-甲基苯基)是治疗N型NSCLC的潜在RET基因抑制剂。综上所述,由于其所含的生物活性成分,蛹虫草具有良好的药理和药用潜力,值得进一步研究。
原文发表于:PLOS ONE 20(1): e0310103. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0310103