海南大学食品科学与工程学院任泽萱等以卵清蛋白、卵转铁蛋白和卵黏蛋白为原料，通过生物信息学与分子模拟技术，对鸡蛋蛋白来源潜在助眠肽进行了系统筛选与机制研究。研究结合虚拟酶解、水溶性与毒性预测、分子对接以及分子动力学模拟，成功筛选出具有潜在助眠活性的候选肽，并初步解析其与睡眠相关受体之间的作用机制。

Introduction

睡眠障碍已成为影响现代人健康的重要问题。长期失眠不仅会影响认知功能与情绪稳定，还可能增加心血管疾病、代谢综合征等慢性疾病风险。目前临床上常用的助眠药物虽然具有一定疗效，但可能伴随依赖性、日间嗜睡及认知损伤等副作用。因此，开发来源天然、安全性高的新型助眠活性物质具有重要意义。鸡蛋蛋白具有氨基酸组成均衡、消化率高等特点，是优质的天然活性肽来源。然而，目前关于鸡蛋蛋白来源助眠肽的研究仍较少。

Results

1 鸡蛋蛋白来源潜在助眠肽的筛选

研究首先通过模拟胃肠道消化过程，对鸡蛋蛋白进行虚拟酶解，共获得602 条候选肽段。随后结合水溶性与毒性预测，筛选出164 条具有良好水溶性且无毒性的候选肽。进一步利用分子对接技术，对这些肽段与γ-氨基丁酸A型受体（type-A receptor，GABAAR）、食欲素2受体（orexin 2 receptor，OX2R）以及孤啡肽受体（nociceptin/orphanin-FQ receptor，NOPR）之间的结合能力进行分析。最终筛选得到6 条具有潜在助眠活性的候选肽，其中QPVDNY与LKPIAAEVY表现最优。QPVDNY与GABAAR、OX2R和NOPR的结合能分别达到－9.2、－9.7、－9.0 kcal/mol，表现出较强的受体结合能力。

2 潜在助眠肽与睡眠相关受体的作用机制

分子对接结果表明，QPVDNY与LKPIAAEVY能够与多个关键受体位点形成氢键、π-烷基相互作用以及盐桥等稳定作用。

在GABAAR中，2 条肽均能够与Leu259、Thr256、His267等关键残基相互作用，可能通过稳定受体开放构象促进氯离子内流，从而发挥镇静助眠作用。

图1 QPVDNY（A）和LKPIAAEVY（B）与GABAAR的对接作用

在OX2R中，2条肽与Pro131、Phe227、Phe346和His350等经典配体结合位点发生作用，提示其可能通过调节食欲素信号通路参与睡眠调控。

图2 QPVDNY（A）和LKPIAAEVY（B）与OX2R的对接作用

在NOPR中，2条肽与Asp130、Val283、Met134等关键残基形成稳定结合，表明其可能具有调节NREM睡眠相关信号通路的潜力。

图3 QPVDNY（A）和LKPIAAEVY（B）与NOPR的对接作用

3 分子动力学模拟验证复合物稳定性

为了进一步验证肽-受体复合物的稳定性，本研究进行了100 ns分子动力学模拟。结果显示，均方根偏差整体趋于稳定，表明体系具有良好的结构稳定性；均方根涨落结果显示关键结合区域波动较小；回转半径变化幅度较低，说明蛋白整体构象保持稳定；氢键数量在模拟过程中持续存在；氢键及溶剂可及表面积无明显剧烈波动。

上述结果表明，QPVDNY与LKPIAAEVY能够与睡眠相关受体形成稳定复合物，具有成为潜在天然助眠肽的可能。

Conclusion

本研究基于生物信息学与分子模拟技术，从鸡蛋蛋白中筛选得到2 条潜在助眠活性肽QPVDNY和LKPIAAEVY。分子对接结果表明，这2 条肽能够与GABAAR、OX2R及NOPR中的关键位点稳定结合；分子动力学模拟进一步验证了其复合物在动态环境中的稳定性。

研究结果表明，鸡蛋蛋白尤其是卵转铁蛋白和卵黏蛋白，可能是天然助眠活性肽的重要来源。本研究不仅为天然助眠功能食品开发提供了新的候选活性物质，也为食品源活性肽的高效筛选提供了新的研究思路。未来仍需进一步通过体外及体内实验验证这些肽的实际助眠活性及安全性。

Abstract

Chronic insomnia can significantly impair cognitive function and emotional stability, and may even trigger or exacerbate systemic health issues such as cardiovascular disease and metabolic disorders. This study intended to identify novel potential sleep-promoting peptide candidates from egg proteins and elucidate their molecular mechanisms with γ-aminobutyric acid (GABA) type-A receptor (GABAAR), orexin 2 receptor (OX2R), and nociceptin/orphanin-FQ receptor (NOPR). Through in silico hydrolysis, water solubility and toxicity prediction, molecular docking, and molecular dynamics simulations, six novel potential peptide candidates were identified. Among these, QPVDNY exhibited the strongest binding affinities of –9.2, –9.7 and –9.0 kcal/mol with GABAAR, OX2R and NOPR, respectively. Subsequently, peptide LKPIAAEVY showed affinities of –8.6, –9.7 and –8.2 kcal/mol with the three receptors, respectively. Molecular docking results showed that peptides QPVDNY and LKPIAAEVY bound to residues Leu259, Thr256, His267, and Glu270 of GABAAR via π-alkyl and hydrogen bonds, formed π-alkyl bonds with residues Pro131, Cys107, Phe227, Phe346 and His350 of OX2R. In addition, these two peptides formed π-alkyl bonds and hydrogen bonds with residues Val283, Met134 and Tyr131 of NOPR, meanwhile, they bound to residue Asp130 of NOPR via hydrogen bonds and a salt bridge. Molecular dynamics simulations confirmed the good stability of the peptide-receptor complexes. This study identifies novel potential candidates for natural sleep-promoting foods and establishes an efficient approach for screening food-derived bioactive peptides.

引文格式

Ren Z, Wang X, Zhao W, et al. In silico identification and action mechanism of potential sleep-promoting peptides from egg proteins. Food Science of Animal Products, 2026, 4(3): 9240173. https://doi.org/10.26599/FSAP.2026.9240173 

作者介绍

于志鹏 教授

海南大学食品科学与工程学院

于志鹏，男，海南大学食品科学与工程学院教授，博士生导师，南海育才创新人才（科技领域），九三学社社员，亚洲蛋品协会第三届理事会常务理事、专家委员会副主任委员，中国畜产品加工研究会理事会理事，中国粮油学会青年委员，中国生产力促进中心协会特医食品及生物活性肽工委会专家委员会委员，中国农业工程学会农产品质量与营养工程专业委员会委员。长期从事食源性生物活性肽的高效制备、结构表征、功能评价及吸收机制研究。

近年来主要研究食源性生物活性肽结构表征、吸收机制及其分子作用机制。近五年主持国家自然科学基金面上项目、国家重点研发计划子课题、海南省重点研发计划项目、国际科技合作项目及企业委托项目等多项科研课题。近5 年，以第一作者或通信作者发表SCI论文50余篇，其中ESI高被引论文5 篇；获授权国家发明专利20 项。研究成果“活性肽智能设计与肽自组装递送系统创制及功能食品应用”获海南省技术发明奖一等奖，“动物蛋白活性肽靶向筛选及分子作用机制”获海南省自然科学奖二等奖，“食源性活性肽创新制造与活性保护关键技术及应用”获吉林省科学技术进步奖二等奖。

任泽萱 硕士研究生

海南大学食品科学与工程学院

任泽萱，女，海南大学食品科学与工程学院硕士研究生，主要研究方向为食品源生物活性肽的筛选与功能机制研究。

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