Journal of Colloid and Interface Science（SCI一区，IF 9.6）

导读

膳食脂质的水解发生在复杂的油水界面。胰脂肪酶（PL）和胆固醇酯酶（CE）是其中的重要催化酶。相比仅寻找可与酶结合的小分子抑制剂，具有高长径比、丰富表面作用位点及界面活性的蛋白质淀粉样纤维，为调节酶的空间分布和催化行为提供了另一种材料设计思路。但一个关键问题仍未解决：纤维的组装过程和介观形貌，究竟如何影响其与不同脂质水解酶的结合方式及抑制机制？

围绕这一问题，浙江科技大学龚金炎教授团队在β-乳球蛋白（β-LG）纤维化的初始阶段（t₀）、滞后期末（t₀.₁）和指数生长阶段后期（t₀.₉）分别引入介质阻挡放电大气压低温等离子体（DBD-ACP）处理，建立“组装时序-纤维结构-酶结合行为-脂质水解响应”的研究路径。论文结合ThT动力学、FTIR、TEM、酶抑制动力学、荧光与圆二色谱、ITC、AFM、分子对接及体外模拟消化等方法，系统解析结构与功能之间的关联。

研究亮点与意义

亮点一｜以纤维化阶段为变量，实现自组装过程调控。研究并非简单对β-LG进行等离子体预处理，而是在不同纤维生长阶段施加40-60 W处理，比较生长动力学与结构响应。适宜处理条件促进β-折叠结构形成并改善纤维胶体及界面性能；不同阶段表现出差异化响应，说明处理时序与能量输入共同决定最终材料特征。

亮点二｜建立非共价作用与介观纤维形貌的联系。结合活性物种清除、相互作用扰动和结构表征结果，研究支持活性物种参与蛋白构象与纤维化过程调节，氢键、疏水作用及其他分子间相互作用参与组装。获得的延长纤维具有较大的长径比和可供结合的表面，为后续酶分子吸附及聚集提供结构基础。

亮点三｜提出“葡萄串”模式多价结合图景。AFM、ITC和光谱证据表明，P-β-LGF可与PL及CE发生相互作用并形成复合结构。研究据此提出：多个酶分子沿延展纤维表面结合，类似“葡萄串”，多点非共价接触可能同时影响酶的构象与底物可及性。这一形象化模型将纤维的介观几何特征与酶活性变化联系起来。

亮点四 ｜同一纤维，对两种酶呈现不同抑制模式。动力学分析显示，P-β-LGF对PL呈竞争性抑制（IC₅₀为17.15 mg/mL），对CE呈混合型抑制（IC₅₀为9.07 mg/mL）。光谱与分子对接进一步提供了相互作用和潜在结合区域的支持。值得注意的是，抑制类型来自酶动力学判定，具体原子级结合位点仍属于模型解释，而非直接结构测定。

研究结论

本研究以β-LG为研究对象，创新性地引入DBD-ACP技术，实现了蛋白质纤维化过程的阶段性调控，并系统揭示了非共价相互作用驱动的纤维自组装行为、介观结构特征与脂质水解酶抑制活性之间的构效关系。研究发现，低温等离子体可通过调节蛋白质分子构象、β-折叠结构及分子间相互作用，促进具有较高长径比和良好界面性能的有序纤维形成。所得纤维通过氢键、静电作用及疏水相互作用等多重非共价作用与脂质水解酶结合，形成独特的“葡萄串”模式多价结合结构，并分别表现出对PL的竞争性抑制和CE的混合型抑制，从而有效延缓体外脂质水解过程。

本研究的核心创新在于突破了传统蛋白质纤维研究侧重结构调控与功能表征的局限，将蛋白质超分子自组装、界面多价相互作用与酶催化行为有机联系起来，为理解蛋白质纤维结构与生物功能之间的内在关联提供了新的研究视角。未来，可进一步围绕蛋白质纤维在复杂食品体系中的界面行为、胃肠消化过程中的结构演变及其体内脂质代谢调控效果开展研究，并系统评价其生物安全性与加工适应性，为开发具有脂质消化调控潜力的新型食品源功能材料提供理论依据与技术支撑。

图文赏析