Zastosowanie analizy głównych składowych do badania zależności między strukturą a aktywnością przeciwutleniającą dipeptydów pochodzących z białek żywności

Abstract

W pracy zastosowano model statystyczny utworzony za pomocą analizy głównych składowych (PCA) do określenia wpływu struktury dipeptydów na ich aktywność przeciwutleniającą. Sekwencje 47 peptydów pobrano z bazy danych sekwencji białek i bioaktywnych peptydów BIOPEP-UWM (http://www.uwm.ed.u.pl/biochemia). Wybrane deskryptory (inaczej atrybuty) opisujące właściwości fizykochemiczne aminokwasów wchodzących w skład dipeptydów były wyrażone liczbowo i zaimplementowane z ogólnodostępnych programów lub baz danych: Peptide Property Calculator, Biological Magnetic Resonance Data Bank, ProtScale, Molar Polarizability Values oraz ImMunoGeneTics. PCA wykonano za pomocą programu Statistica. Liczbę składowych głównych istotnych w interpretacji wpływu struktury dipeptydów na ich aktywność przeciwutleniającą określono na podstawie procentowego wyjaśnienia ogółu wariancji. Wynosił on 79,9 %, co odpowiadało czterem składowym. Pierwsza i czwarta składowa decydowała o wpływie aminokwasu N-końcowego na aktywność przeciwutleniającą dipeptydu, natomiast druga i trzecia dotyczyła wpływu reszty C-końcowej. Za pomocą PCA wykazano, że modelowy peptyd o aktywności przeciwutleniającej powinien charakteryzować się obecnością N-końcowego aminokwasu cyklicznego lub aromatycznego albo reszty aminokwasu z apolarnym łańcuchem bocznym. C-koniec peptydu powinien być zbudowany z proliny lub histydyny, leucyny czy waliny. Uzyskane wyniki są zgodne z rezultatami literaturowymi dotyczącymi badań na temat zależności między strukturą a aktywnością przeciwutleniającą peptydów, oszacowanymi metodą regresji wielorakiej. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że zastosowana metoda chemometryczna może być przydatna w projektowaniu peptydów pochodzących z żywności, w tym o badanej aktywności.