活性肽与活性蛋白质

第五章活性肽与活性蛋白质肽与蛋白质均是由氨基酸通过肽键连接起来的，只是前者的聚合度小，而后者的聚合度大而已。氨基酸、肽和蛋白质均是机体组织细胞的基本组成成分，对机体生命活动有重要的作用。活性肽与活性蛋白质专指那些有特殊生理功能的肽及蛋白质。这些特殊生理功能包括清除自由基、降低血压和提高机体免疫力等，而普通的肽及蛋白质没有这方面的功能。第一节活性肽生物活性肽是指具有生物活性的多肽，这些多肽有小到只有2个氨基酸的双肽，也可以大到复杂的长链或环状多肽，在细胞生理及代谢功能的调节上具有重要的作用。特别是短肽的发现已经成为多肽类药物和功能性食品添加剂的开发热点。以数个氨基酸结合生成的低肽比氨基酸有更好的消化吸收性能，且营养和生理效果更为优越。不仅如此，其中许多肽还具有原蛋白质或其组成氨基酸所没有的新功能。这些生物活性肽都以非活性状态存在于蛋白质的长链之中，当用适当的蛋白酶水解时，它们的活性就被释放出来。一、生物活性肽的分类生物活性肽按来源可分为内源性生物活性肽和外源性生物活性肽，前者指人体内存在的天然的生物活性肽，后者指存在于动物、植物、微生物体内的天然生物活性肽和蛋白质降解后产生的生物活性肽。按功能可分为生理活性肽和食品感官肽。按取材可分为海洋生物活性肽和陆地生物活性肽，前者包括贝多肽，鱼类多肽、海藻多肽等，后者包括大豆多肽，乳蛋白活性肽，麦胚活性肽，玉米蛋白肽等。生理活性肽可分为以下几类：

抗菌肽和抗病毒多肽

神经活性肽

酶调节及抑制肽

激素及激素调节肽免疫活性肽

抗氧化肽食品感官肽有甜味肽（如赖氨酸二肽）、苦味肽（如咖啡肽）以及酸味肽、咸味肽、风味肽等。二、多肽生产

生物技术的发展，为人们从食品蛋白质中生产特殊的活性肽提供了条件。人们获得活性肽的来源有：①存在于生物体中的各类天然活性肽（激素类、酶抑制剂等）；②消化过程中产生或体外水解蛋白质产生；③通过化学方法、酶法、重组DNA技术合成。化学合成法重组DNA法酶法：原料蛋白→预处理→酶解→分离→精制→成品。目前活性肽主要生产方法：三、主要生物活性肽

谷胱甘肽是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸通过肽键缩合而成的三肽化合物。（一）谷胱甘肽（GSH）1、谷胱甘肽在食物中的含量食物名称含量食物名称含量小麦胚芽98~107胡萝卜0.7~1西红柿24~33马铃薯2~4菠菜10~24甘薯0.1~0.2黄瓜12~19大豆6~11茄子6~10四季豆1~3青椒3~5洋葱0.25~0.5GSH广泛存在于动植物中，在面包酵母、小麦胚芽和动物肝脏中含量极高；在人和动物血液中含量也较丰富，许多蔬菜、薯类和谷物中也含有GSH。2、谷胱甘肽的生理功能谷胱甘肽（尤其是肝细胞内的谷胱甘肽）具有非常重要的生理作用就是整合解毒作用，能与某些药物（如扑热息痛）、毒素（如自由基、重金属）等结合，参与生物转化作用，从而把机体内有害的毒物转化为无害的物质，排泄出体外。谷胱甘肽的另一主要生理作用是做为体内一种重要的抗氧化剂，它能够清除掉人体内的自由基，从而增进了人的健康。由于还原型谷胱甘肽本身易受某些物质氧化，所以它在体内能够保护许多蛋白质和酶等分子中的巯基不被如自由基等有害物质氧化，让其发挥其生理功能。谷胱甘肽的治疗和预防作用包括：（1）解毒（2）辐射病及辐射防护（3）保护肝脏（4）抗过敏（5）改善某些疾病的病程和症状（6）养颜美容护肤（7）增加视力及眼科疾病（8）抗衰老作用3、谷胱甘肽的制备目前GSH的制备方法有溶剂萃取法、酶法、发酵法和化学合成法四种。萃取法和酶法大多以小麦胚芽为原料，通过适当溶剂提取或结合用淀粉酶、蛋白酶处理，再经离心、分离和精制而成。通过生物技术途径制备谷胱甘肽有两种方法，一种是选育富含GSH的高产酵母菌株，再由此分离提取制得。另一种方法是通过培养富含GSH的绿藻，再用与酵母相似的方法提取。（二）降血压肽降血压肽属于酶调节及抑制肽，它是通过抑制血管紧张素转换酶（ACE）的活性来体现降血压功能的，因为ACE能促使血管紧张素X转变为血管紧张素Y，后者会使末梢血管收缩而导致血压升高。降血压肽大致有三种来源：乳酪蛋白鱼贝类植物类乳酪蛋白来源的肽C12肽：Phe-Phe-Val-Ala-Pro-Phe-Pro-Glu-Val-Phe-Gly-GysC7肽：Ale-Val-Pro-Tyr-Pro-Gln-ArgC6肽：Thr-Thr-Met-Pro-Leu-Trp鱼贝类的肽C8肽（沙丁鱼）：Leu-Lys-Val-Gly-Val-Lys-Gln-TyrC11肽（沙丁鱼）：Tyr-Lys-Ser-Phe-Ile-Lys-Gly-Tyr-Pro-Val-MetC8肽（金枪鱼）：Pro-Thr-His-Ile-Lys-Trp-Gly-AspC3肽（南极磷虾）：Leu-Lys-Tyr植物类的肽大豆多肽、玉米多肽、无花果肽、米糠蛋白肽。（三）促进钙吸收肽属于营养肽，主要是酪蛋白磷肽（简称CPP）。来自于α-酪蛋白的称α-CPP；来自于β-酪蛋白的称β-CPP。小肠对钙的吸收率只有30%-50%，CPP分子中具有丝氨酸磷酸化结构，肠道内的钙能与CPP上的磷结合，使之成为可溶性钙，保持可溶性状态，以利于小肠对其吸收。将CPP对钙、铁一起配合使用，可望在促进儿童骨骼发育、牙齿生长、预防和改善骨质疏松症，促进骨折患者康复和预防治疗贫血等方面取得令人满意的效果。制备CPP的方法通常有钙-乙醇沉淀法、膜分离法和离子交换法。（四）易消化吸收肽属于营养肽。牛乳、鸡蛋、大豆等蛋白质经蛋白酶水解而得的多肽混合物，其消化吸收率大大提高。多肽可由肠道直接吸收，比氨基酸吸收途径具有更大的输送量。可以作为肠道营养剂或以流质食物形式提供给处于特殊身体状况下的人，例如：消化功能不健全的婴儿；消化功能衰退的老人；手术后特别是消化道手术后的康复者或有待于治疗康复的病人等。（五）大豆多肽大豆蛋白的酶水解产物。通常是3-6个氨基酸组成的低肽混合物，相对分子质量1000以下，主要为300-700之间。氨基酸组成与大豆球蛋白十分相似，必需氨基酸平衡良好。1、大豆多肽的物化性质粘度和溶解度即使高浓度的情况下粘度仍较低；在较宽的pH范围内仍能保持溶解状态；渗透压大豆多肽溶解渗透压的大小处于大豆蛋白和同一组成氨基酸混合物之间。吸湿性、保湿性吸湿性和保湿性比胶原蛋白多肽和丝蛋白多肽强，适合用来配制护发膏和护发霜。调节产品质构具有抑制蛋白质形成凝胶的特性。2、大豆多肽的生理功能易于消化吸收促进脂肪代谢增强肌肉运动力、加速肌红细胞的恢复较低的过敏性与降低血清胆固醇抑制血管紧张素转换酶ACE的活性，降低血压加速肌肉疲劳的恢复第二节活性蛋白免疫球蛋白乳铁蛋白金属硫蛋白抑制胆固醇的蛋白酶类一、免疫球蛋白免疫球蛋白是一类具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白。免疫球蛋白普遍存在于哺乳动物和人类的血液、组织液及外分泌液中。目前已发现的人体免疫球蛋白有免疫球蛋白G（IgG）、免疫球蛋白M（IgM）、免疫球蛋白A（IgA）、免疫球蛋白D（IgD）及免疫球蛋白E（IgE）等五类。免疫球蛋白具有蛋白质的通性，不耐热，加热至60-70ºC即被破坏。凡能使蛋白质凝固或变性的物质如强酸、强碱等，均能破坏抗体的活性。它也能被多种蛋白质水解酶破坏，可被中性盐类沉淀。1、免疫球蛋白的功能免疫球蛋白是机体受抗原（如病原体）刺激后产生的，其主要作用是与抗原起免疫反应，生成抗原-抗体复合物，从而阻断病原体对机体的危害。它具有如下功能：特异性结合抗原活化补体结合Fc受体通过胎盘2、免疫球蛋白的制备和应用医药部门所用的免疫球蛋白制品是用50%的饱和硫酸铵或硫酸钠从免疫血清中提取的，成本太高而无法应用在功能性食品生产上。鸡蛋蛋黄中含有较丰富的免疫球蛋白（8-20mg/mL），用它作原料来提取Ig，生产成本可显著降低，能够应用在功能食品工业上。近些年来，蛋黄作为一种有抗体活性免疫球蛋白的实用资源已引起人们广泛的兴趣。经研究可行的提取方法包括水稀释法、聚乙二醇法、葡聚糖硫酸盐法和黄原胶法等四种。二、乳铁蛋白一种天然的蛋白质降解物，存在于牛乳和母乳中；乳铁蛋白是一个大约由700个氨基酸残基构成的、分子量约为80000Da的铁结合性单体糖蛋白；具有结合并转运铁的能力，达到人体肠道的特殊接受细胞后再释放出来，这样乳铁蛋白就可以增加铁的实际吸收性和生物利用率，降低有效铁的使用量以及减少铁的负面影响。1、乳铁蛋白的生理功能高效、安全地促进铁吸收和铁储备

；抑菌作用，抗病毒效应；调节免疫细胞的活性；调节发炎机制，抑制感染部位炎症；抑制由于Fe2+引起的脂肪氧化。2、乳铁蛋白的制备色谱分离法吸附色谱法离子交换色谱法亲合色谱法固定化单系抗体法超滤分离法三、金属硫蛋白金属硫蛋白（Metallothionein，简称MT）是一类广泛存在于生物中的低分子量、富含半胱氨酸的能被金属所诱导的金属结合蛋白。动物体内的主要在肝脏中合成，在血液和肾脏中存在。1、金属硫蛋白的生理功能参与微量元素的储存、运输和代谢，调节矿物元素平衡；清除自由基，抗辐射作用；重金属的解毒作用；参与激素和发育过程的调节，增强机体对各种应激的反应；参与细胞DNA的复制和转录，蛋白质的合成与分解，以及能量代谢的调节过程。2、金属硫蛋白的制备按照10～80mg/kg给哺乳动物注射ZnCl2，注射量逐渐增加，诱导期