多肽的生理活性及其作用机制

多肽的生理活性及其作用机制

近年来，多孔生理功能在生物体中得到了越来越多的关注。大量研究结果表明,蛋白质由于其分子量大,结构复杂,摄入人体后不易被消化吸收,从而影响了其生理功能和营养价值的有效发挥。多肽是比蛋白质结构简单,分子量小,由2～16个氨基酸通过肽键连接的一类化合物,按氨基酸组成数目可人为分为短肽(2～5个氨基酸),多肽(6～16个氨基酸)。多肽是涉及生物体内各种细胞功能的生物活性物质。科学发现,几乎所有细胞都受多肽调节,如:细胞分化、神经激素递质调节、免疫调节等均与活性多肽密切相关,它具有调节机体生理功能和为机体提供营养的双重功效。由于多肽具有调节植物神经系统、活化细胞免疫机能、改善心血管功能和抗衰老等生理活性,这为开发肽药物、肽类保健食品提供了理论依据。可见,进行多肽的研究和开发有着十分重要的研究意义和应用前景。1大豆蛋白肽的生产在国外,多肽开发与应用方面的研究越来越广泛,主要研究的多肽包括酪蛋白肽、大豆肽、小麦肽、玉米肽、血蛋白肽、水产蛋白肽等。美国早在20世纪70年代就成立了专门研究机构,开展了大量多肽方面的研究工作,并取得了较大的进展。日本自20世纪80年代也在动植物蛋白多肽方面进行了广泛的研发,并将大豆多肽用于多肽功能性食品的生产中。韩国、欧洲等国家也都相继成立了专门从事多肽研制的生产经营相关产业。目前,国际上主要的多肽类制品主要包括两大类:一类是多肽药品和试剂,另一类是以活性多肽为功能因子的低抗原保健食品和含多肽普通食品,如多肽饮料、多肽婴幼儿食品、多肽老人食品、促钙吸收食品、抑制血压升高的食品、多肽运动食品及患者营养补充剂等。我国于20世纪80年代中后期开始研究大豆多肽,开展了大量有关大豆蛋白肽的酶法生产、功能性质和生理活性的研究,并取得了一定的成效。目前,我国多肽保健品和多肽食品的开发应用也日益广泛,但由于技术、规模等因素的局限,多肽的研究仍处于初步阶段,有待于进一步发展。2多酚功能2.1寡肽的生物活性过去人们认为,人体主要是以氨基酸的形式吸收蛋白质,但现代营养学研究发现人体摄入的蛋白质经消化道中的酶水解后,主要以寡肽的形式被消化吸收,以游离氨基酸形式吸收的比例很小。所以,多肽比完全游离氨基酸更易更快地被机体吸收利用,且蛋白质以多肽的形式被吸收,也有利于最大限度地利用其生物活性功能。尤其对于消化功能受损的人群,他们的食物蛋白质的吸收受到严重限制和影响,蛋白质、氨基酸循环被破坏,体内不能合成多肽,若直接服用多肽即可补充蛋白质,又可以维持正常的代谢平衡。2.2血管紧张素生成ACEI抑制肽能抑制血管紧张素转化酶(ACE)的活性,而血管中的ACE能使血管紧张素Ⅱ生成,从而引起末梢血管收缩致使血压升高。可见ACEI抑制肽能够间接阻止血管紧张素Ⅱ的生成,进而起到降低人体血压的作用,是预防和治疗高血压的有效多肽类物质。2.3对降血脂质的作用人们早在20世纪初就观察到植物蛋白的水解产物蛋白肽具有比植物蛋白本身更有效的降血脂、降胆固醇的作用。有研究分析,多肽能刺激甲状腺激素分泌增加,促进了胆固醇的胆汁酸化,使粪便排泄胆固醇增加,从而起到降低血液胆固醇的作用。许多动物实验和临床试验表明:大豆多肽中,分子相对质量大于5000D的部分具有明显降低胆固醇的作用;并且只对胆固醇值高的人有降低胆固醇的作用,对正常人没影响。2.4小分子多肽和抗菌肽抗菌肽又称为微生物肽或肽抗生素,是指存在于生物体内具有抵抗外界微生物侵害,消除体内突变细胞的一类由生物细胞特定基因编码产生的小分子多肽。抗菌肽是动物机体具有天然免疫力的重要原因,对动物的非获得性免疫具有特殊意义。它们的碱性基团和微生物的细胞膜有着很强的亲和性,可通过增加细胞膜的通透性杀死微生物。2.5抗氧化功效的研究抗氧化性多肽是生物活性肽的一种。抗氧化机理包括通过给抗氧化酶提供氢、缓冲生理pH、螯合金属离子和捕捉自由基等途径起到抗氧化作用。科学研究表明自由基可引起蛋白质损伤、脂质过氧化、核酸损伤等,进而诱发各种疾病。而抗氧化多肽具有清除自由基、防止脂质过氧化等作用,将其添加到功能保健食品中,具有预防多种疾病的作用。抗氧化性多肽还能作为天然抗氧化剂防止油脂氧化,并可用于化妆品中起到延缓衰老的作用。2.6铁等离子稳定某些蛋白肽可通过与人体必需的矿物离子形成螯合物,使钙、铁等离子维持在可溶状态,从而促进机体对矿物质的吸收。如将从牛乳中提取的酪蛋白磷酸肽(CPP,也称为促钙吸收肽)添加到儿童和妇女及老年食品中,则可促进钙的吸收。3关于多孔制造方法的研究目前,国内外制备多肽的方法主要有:蛋白酶水解法、化学合成法、基因重组法、分离提取法等。3.1大豆多肽的制备酶法生产功能性多肽应用较为普遍。龚吉军等人利用茶籽蛋白酶酶解制备菜籽多肽,确定了最佳条件,此条件下氨基酸态氮生成率可达34.64%,制备的茶籽多肽对超氧自由基和羟基自由基具有强烈的清除作用;李书国等人研究了酶法生产大豆多肽的加工工艺,分离得到纯净的酸性水解物溶液,水解率高达95%;班玉凤等人研究了Alcalase水解大豆蛋白制备大豆蛋白寡肽的方法,确定了酶解的最佳条件,其水解液的水解度达到了24.1%;刘大川等也利用碱性蛋白酶对富硒菜籽分离蛋白酶解制备蛋白肽,水解度达32.51%,制得的富硒菜籽蛋白肽分子量分布较好,几乎完全是小分子多肽,分子量均在1500D以下。3.2固体支持物的种类化学合成法包括固相合成法和液相合成法。固相合成法多应用于实验室,可合成中链至长链的肽,被合成的肽链可被固定在固体支持物上,能全面保护官能团,产品纯度非常高,操作较方便,技术成熟,但产量极少,只能达到mg至数十克的量,且由于成本非常昂贵,仅限于实验室生产或可用于生产较高价值的保健型多肽制品。液相化学合成法可广泛应用于实验室及工业生产,可合成短链至中链的肽,产品纯度高且产量可达数克至数吨,可用于生产高价值的短链或中链保健型肽制品。3.3rh-yst活性多肽“惠生泰”的临床研究随着生物技术的快速发展,利用基因工程的方法开发各类蛋白多肽类药物已应用于医疗实践中。据报道,上海华谊(集团)公司技术中心应用基因工程技术成功研制出的rh-YST活性多肽“谊生泰”,已通过临床前的安全评价,有望成为新一代治疗Ⅱ型糖尿病的国家新药。据报道,国外有学者将通过基因重组的人类碱性成纤维生长因子(一种多肽生长因子)用于刺激角膜上皮和内皮细胞的增殖,达到了加速角膜伤口的愈合和损伤修复的作用。越来越多的基因工程类多肽药物的研制及临床应用,表明目前基因工程生产多肽的技术已趋于完善。3.4用水醇提取的鲜二杠马宿主的氨基酸随着现代生物技术的发展,用于蛋白质及多肽分离纯化的方法日益先进。常用的提取分离法包括:化学萃取法(如:醇法、丙酮法)、阴阳离子交换吸附柱、Sephadex凝胶过滤柱、凝胶电泳、高效液相色谱(HPLC)、高效毛细管电泳法(HPCE)等方法。Chen等人利用水醇提取法,结合离子交换、凝胶过滤和RP-HPLC从人参中分离到六种含α氨基酸的小肽。郝林琳等人采用醋酸溶液和乙醇提取了6支鲜二杠马鹿茸的主干顶部、中部、根部3个部位的多肽。金声等人将罂粟的花粉水提取液经H+型阳离子交换柱,Sephadex凝胶过滤柱和HPLC系统提取分离得到了四种多肽。4活性多肽的应用近年来,活性多肽的开发越来越受到世界各国的关注,并取得了一定的进步。但由于多肽研究水平仍处于初级阶段,技术水平有待进一步提高,这极大限制了蛋白质资源的有效利用,有些蛋白质资源被当作粗饲料、燃料甚至作为废弃物丢弃。因此,进一步研究活性多肽的制备方法,明确其保健功能的作用机理,开发出有价值的保健功能食品,对提高各种来源蛋白质深加工的转化率和利用率具有重要的现实意义,同时也为综合利用蛋白质资源提供了一条有效途径。生物活性多肽作为食品不仅能提供人体生长发育所需的营养物质,还能起到调节人体生理功能的作用。它不