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植物源天然活性肽的研究状况
发布日期:2010-11-30  来源:全球肽网  浏览次数:1596
1 肽的概念  肽是介于氨基酸与蛋白质之间的一类化合物,氨基酸是构成肽的基本基团。科学上这么规定:含氨基酸残基50 个以上的称为蛋白质,低于50 个的称为肽,高于10 个的称为多肽,低于10 个的称为寡肽(OP ) ,含2 或3 个的称为二肽、三肽,合称小肽(SP )。一般认为,二肽、三肽能被完整地吸收,而寡肽能否被完整地吸收还存在争议。小肽按其所发挥的功能分为2 大类:一类叫功能性小肽,又称生物活性肽,是指参与调节动物的某些生理活动或具有某些特殊作用的小肽。它是由20 种编码氨基酸以不同组成和排列方式构

1 肽的概念  肽是介于氨基酸与蛋白质之间的一类化合物,氨基酸是构成肽的基本基团。科学上这么规定:含氨基酸残基50 个以上的称为蛋白质,低于50 个的称为肽,高于10 个的称为多肽,低于10 个的称为寡肽(OP ) ,含2 或3 个的称为二肽、三肽,合称小肽(SP )。一般认为,二肽、三肽能被完整地吸收,而寡肽能否被完整地吸收还存在争议。小肽按其所发挥的功能分为2 大类:一类叫功能性小肽,又称生物活性肽,是指参与调节动物的某些生理活动或具有某些特殊作用的小肽。它是由20 种编码氨基酸以不同组成和排列方式构成的从二肽到复杂的线性、环形结构的不同肽类的总称。  一类叫营养性小肽,是指不具有特殊生理调节功能,只为蛋白质合成提供氮架的小肽。  植物源天然活性肽分为2 类:  寡肽:是指由2 一10 个氨基酸缩合而成的低聚肽。如大豆由2 一3 个氨基酸、大豆蛋白的胃蛋白酶水解物由4 一5 个氨基酸、小麦麦谷蛋白酶水解物由3 个氨基酸、玉米醇溶蛋白由4 个氨基酸缩合而成。环肽:是指一类由Q 一氨基酸和一些不常见的非常蛋白氨基酸以肽腿形成的环状天然小分子化合物。环肽主要来源于海洋生物、微生物、植物和真菌等,主要分布于石竹科、番荔枝科、鼠李科和茜草科植物,零散分布于菊科、唇形科、紫金牛科、露兜树科、梧桐科、尊麻科、茄科、卫茅科、葫芦科和马鞭草科植物等。在环肽分子中,常见的氨基酸有13 种,即Leu , 1le , Val , Ala , Gly , Phe , Tyr , Trp , Pro , Ser , Thr , Gle 和Gln ,此外还有50 多种不常见的氨基酸,包括α 一氨基酸、β一氨基酸、不饱和氨基酸、β 一轻基氨基酸、D 一氨基酸和N - 取代氨基酸等。作为一类肽类化合物,环肽在生物医学和药学领域具有很大的开发价值,它能形成限制性构象,与相应线性肽相比,在生物体内具有更好的抗酶解和抗化学降解的能力。生物环肽在寻找酶的抑制剂、受体拮抗剂等许多方面也有着广阔的应用前.到目前为止,大约发现了近400 个天然环肽类化合物,其中植物环肽类型大致分为3 类:杂环肽、均环肽及其它类,杂环肽又分为环肽生物碱、缩酚酸环肽等,均环肽分为茜草科环肽、石竹科环肽等。  2 肽的物理性质  肽和蛋白质在结构上的相同性,使肽与蛋白质在理化性质上存在相似性,但由于肽的链短于蛋白质,所以肽与蛋白质又存在一定的差异,如:肽的溶解性大大提高;肽链的断裂降低了肽的疏水性,增加了净电荷,粘度急剧下降;适当水解的蛋白水解肽的乳化性提高,但当水解度增加时,肽的分子继续变小,其乳化性急剧下降;与蛋白质相比,肽的稳定性提高。  3 肽的作用机理  Darniel ( 1994 )提出,在蛋白质消化过程中,以肽形式的氨基酸浓度远比游离氨基酸(FAA )的浓度大,肽的吸收速度也比等量的FAA 的速度快,数量多。这是因为:短肽与FAA 相比,更便于通过肠壁转运,同时短肽比FAA 更少高渗性,故可提高吸收效率。  4 小肽的吸收机制  2 或3 个氨基酸残基的小肽可以通过载体直接被吸收,因此与氨基酸吸收相比,小肽的吸收具有吸收速度快、耗能低,可以消除以FAA 形式吸收时氨基酸之间相互竞争的特点。研究表明,小肽可能存在三种转运系统:第一种是依赖细胞内外H 十浓度梯度进行转运,不消耗ATP ;第二种依赖消耗ATP 的氢离子或钙离子浓度的主动转运过程;第三种通过与谷肽甘肽(GSH )结合的转运系统。由于小肽的吸收转运机制,与我们认识到的氨基酸转运机制有很大的差别,所以在吸收的过程中,不存在与氨基酸转运相互竞争载体或拮抗的问题。与FAA 的吸收相比,小肽转运系统具有更高的效率,且不易饱和。  5 生物活性肽的生物学功能  生物活性肽是一类分子量小于6000 D ,具有多种生物功能的肽,其分子结构从简单的二肽到环形大分子多肽,而且可被磷酸化、糖基化、酞基化或醋化,进而增强其活性功能。多肽按功能一般可分为促消化吸收肽、抗菌肽、吗啡片肽、血管紧张素转换酶抑制肽(简称ACE 抑制肽)、抑制胆固醇作用肽、促矿物质吸收肽、促进钙吸收肽、机体防御功能肽、苦味肽、肝性脑病防治肽等。环肽则在形成荷尔蒙、抗生素、离子载体系统、抗真菌素、癌抑制剂等方面展现出丰富多样的生物活性。  5 . 1 具有免疫活性  蛋白质水解产生的某些小肽具有免疫活性作用。它不仅能增强机体的免疫力。在动物体内具有重要的免疫调节作用。而且刺激机体淋巴细胞的增殖和增强巨嗜细胞的吞噬能力。具有免疫活性的内源肽包括干扰素和白细胞介质,两者都是激活和调节免疫应答的中心。这些免疫活性肽可与肠粘膜结合淋巴组织相互作用,而且也可以自由通过肠壁而直接与外周淋巴细胞发生作用。可提供免疫活性肽的食物源有大豆蛋白。  5 . 2 具有抗菌活性  生物活性肽具有抗菌活性,有人称之为抗菌肽。抗菌肽是生物体经诱导产生的一种由13 一15 个氨基酸组成、分子量小于5KD 的多肽,不仅有广谱抗细菌能力,而且有的对真菌、病毒及癌细胞也有一定的抑杀作用。如GSH ;人β 一酪蛋白54 一59 , 60 一62 氨基酸序列;牛β 一酪蛋白191 一193 ; OSL 一酪蛋白194 一199 氨基酸序列的免疫刺激肽;1 一23 序列抗菌肽。其作用机理如下:  5 . 2 . 1 作用于细菌细胞膜,导致膜的通透性增大,以此穿透,杀灭细菌。细菌必须改变膜的结构,即改变相当部分的基因才能防御抗菌肽的进攻,而这几乎是不可能的,因此抗菌肽极大地减少了产生耐药性的可能。  5 . 2 . 2 抗菌肽只对原核生物细胞和真核生物病变细胞有抗菌作用,对正常的真核生物细胞不起作用,这是因为真核细胞膜中含有大量的胆固醇,而胆固醇的存在使膜结构趋于稳定。  5 . 2 . 3 抗菌肽的应用  ① 作为饲料添加剂以取代抗生素。广东省应用抗菌肽基因转化酵母进行高效表达,经发酵条件优化,生产出抗菌肽,对预防和治疗仔猪白痢、雏鸡白痢有明显效果。  ② 对流感病毒、疤疹病毒、乙型肝炎病毒有抑制作用,能特异性抑制某些肿瘤的生长,对人体正常细胞无害,极有可能成为无毒的或低毒的抗肿瘤新药。与传统的抗肿瘤药物相比,多肽类药物有较强药效的同时,对机体正常组织的伤害明显降低。  ③ 从乳酸菌中分离出的抗菌肽细菌素可抑制食品中的各种病原微生物的生长,可作为保藏剂。  5 . 3 具有抗氧化活性  Ferreira 等经研究发现,肌肽、谷肽甘肽和大豆肽具有抗氧化作用。某些肽和蛋白水解物可起到重金属清道夫作用和过氧化氢分解促进剂的作用。作为天然防腐剂将成为饲料和食品中有开发价值的新产品。  5 . 4 具有结合矿物质特性  王文义等(1 993 )研究表明,酪蛋白磷酸肽(CPPS ) 在工业中的应用最近是作为促Ca 吸收物质,它是含有成簇的磷酸丝氨酰和谷氨酰的肽,在动物小肠内能与Ca 结合,阻止磷酸钙沉淀,使小肠对Ca 的溶解度大大增加,从而促进Ca 的吸收和利用。冯仁勇等(2005 )提出,在中性和偏碱性环境下CPPS 可提高Ca 的溶解度和Ca 溶液的稳定性,从而促进肠道对Ca 的吸收。此外,CPPS 还可有效促进Zn 、Fe 等其它矿物元素的吸收。杨建军(2006 )认为CPPs 的活性中心是磷酸化的丝氨酸和谷氨酸簇,矿物质结合位点存在于这些氨基酸带负电的侧链。通过对鸡、猪的试验都证明C P PS 具有促进钙、锌、铁的吸收功能。  6 小肽的营养功能  6.1 促进氨基酸的吸收,加速蛋白质的合成 由于小肽吸收速度快,吸收峰高,能快速提高动静脉的氨基酸差值,从而提高整体蛋白合成。除了小肽的吸收机制能促进氨基酸吸收外,小肽本身也对氨基酸残基的吸收有促进作用,作为肠腔的吸收底物,小肽不仅能增加肠刷状缘氨基肽酶和二肽酶的活性,而且能提高小肽载体的数量(Bamba 等,1 993 )   6 . 2 促进矿物质元素的吸收  小肽的氨基酸残基可与金属离子鳌合,可以避免肠腔中拮抗因子及其它影响因子对矿物元素的沉淀或吸附作用,直接到达小肠刷状缘,并  在吸收位点处发生水解,从而增加矿物质元素的吸收。  6.3 刺激消化酶分泌和活性的提高  小肽不仅是诱导消化酶分泌的最适底物,同时又能给机体消化酶的快速合成提供完整的氮架。  6.4 促进肠道粘膜结构和功能发育  小肽可优先作为肠黏膜上皮细胞结构和功能发育的能源底物,有效促进肠勃膜组织的发育。小肽可被完整有效地吸收,从而降低进入肠的未消化的蛋白质量,减少大肠后段氨气和有毒胺类的产生,对消化道起积极的保护作用,维持消化道正常的免疫功能。另外,一些生理活性小肽可直接作为神经递质间接刺激肠道激素受体或促进酶的分泌而发挥生理调节作用,从而促进小肠发育。虽然目前还不清楚瘤胃微生物对小肽转运和利用的机制,但已经证明小肽是瘤胃微生物达到最大生长效率的关键因子,但小肽能否促进微生物的生长,主要取决于作为能源的碳水化合物的发酵速度。对发酵速度快的可溶性糖,小肽能促进微生物的生长,而对发酵速度慢的纤维素类物质,小肽不能促进微生物的生长。这也是目前已建立的瘤胃微生物肽营养体系的核心(李利,1999 )。

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