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酶法制备多肽研究及其产业化生产
发布日期:2010-11-30  来源:全球肽网  浏览次数:979
20个天然氨基酸可以按不同的排列组合组成无数个不同的肽。(这里,我们不讨论其二级结构以及氨基酸残基与其它基因结合而进一步使结构复杂的问题。)而不同结构的活性肽又具有其独特的生理功能,因此,根据目标设定,生产某一功能的活性肽就必须使产出物满足其特定的分子结构或结构中带有具有其特征的活性片断,其工艺技术的难度也就在这里。  从目前资料报导,生产活性肽的方法主要有以下几种:分离法:从生物体中分离天然活性肽。降解法:利用天然蛋白质用化学或生物方法,打断其某些肽键,使其降解为多肽。合成法:将氨基酸或某些多肽用化学方

20个天然氨基酸可以按不同的排列组合组成无数个不同的肽。(这里,我们不讨论其二级结构以及氨基酸残基与其它基因结合而进一步使结构复杂的问题。)而不同结构的活性肽又具有其独特的生理功能,因此,根据目标设定,生产某一功能的活性肽就必须使产出物满足其特定的分子结构或结构中带有具有其特征的活性片断,其工艺技术的难度也就在这里。  从目前资料报导,生产活性肽的方法主要有以下几种:分离法:从生物体中分离天然活性肽。降解法:利用天然蛋白质用化学或生物方法,打断其某些肽键,使其降解为多肽。合成法:将氨基酸或某些多肽用化学方法使其结合起来,形成新的活性肽。基因工程技术:利用重组DNA技术,可生产大量的多肽类产品。此法具有极其良好的前景。酶法制备活性多肽属于降解法的一种,酶法制备多肽不论是对于当前的生产,还是对于科研的开展,都具有相当重要的意义。1、原料蛋白质的选择,自然界蛋白质的种类成千上万,制备相应功能的活性肽,就要根据这种活性肽的氨基酸组成和结构特点来选择相应的蛋白质作为原料,例如:生产促钙吸收肽就选用氨基酸具磷酸化结构较多的蛋白质,生产具有降压功能的ACEI肽,可选择牛酪蛋白作为原料等等。随着蛋白质研究的深入,越来越多的蛋白质的一级结构被阐明,为选择原料蛋白提供越来越大的空间。在我们的研究中,制备白蛋白多肽选择卵清蛋白作为原料,是根据Andrew.D博士在研究中发现卵白蛋白的氨基酸序列与人血白蛋白极其相似的结论;制备降脂肽选择大豆蛋白为原料,是因为大豆蛋白的水解物中的小分子肽具有阻碍胆固醇吸收、合成,促进排泄的功能。我们已经对多种动物蛋白、植物蛋白进行水解,从中筛选出具有促进睡眠、抗氧化、抗水肿、降血糖等等多种组分的多肽。下一步,我们将探讨多肽与传统中草药功效成分的结合,以更好的构造我们的肽库。2酶的选择及其处理。酶的选择是生产活性肽的关键,它必须以原料蛋白的氨基酸组成和酶的作用专一性为参考,结合生成物的结构和序列的设计目标,在目前商业用酶中选择。目前市场上主要有微生物酶(包括酸性蛋白酶、中性蛋白酶、碱性蛋白酶及复合酶)、植物蛋白酶和动物蛋白酶。由于酶的种类和作用的限制,工艺设计者往往要采用复合酶,并且要对某些酶进行表面修饰,以满足工艺要求。白蛋白多肽的制备,使用的是一种碱性蛋白酶,理论上水解生成物中分子量1000以下的多肽和游离氨基酸占78%,其肽体系包括2肽至18肽,其中2肽13个,3肽7个,4肽7个,5肽6个……,最大的一个分子量为3510。在睡眠肽的产品开发中,对某一种动物蛋白的水解中,由于蛋白质成分复杂,我们选用了复合酶,结果所得生成物分子量均在5000以下。2、工艺条件的选择, 酶解过程是一个很复杂的过程,它涉及酶和底物的性质以及温度、PH值、时间、底物浓度等等因素,一般来讲,常常用对酶反应速度的影响来评价某一个因素的工艺参数,使酶反应最快的参数为最适宜参数,如:最适宜温度,最适宜PH值等。但是,某一参数往往受其他因素的影响。例如:用酶活力和PH作图往往是钟型曲线,酶的作用存在一个最适合PH值,它和酶的最稳定PH值不一定相同,由于最适合PH值随底物浓度、温度和其他条件变化,所以最适合PH值往往是指当时实验的条件而言。3、生成物的检测探讨,酶法制备多肽,其生成物是一个多肽的混合体,对其的检测是一个比较困难的事,特别是对某一指定的肽成分或组分的测定,由于含量较少,用传统的方法已难以完成,近年来,许多新的检测方法出现,如:HPLC、SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳、高效毛细管电泳以及氨基酸组成和系列分析等等。但这些方法设备昂贵,操作复杂,人员技术要求高,在一般的生产上难以普遍使用。因此,建立一套灵敏度高、简便易行的目标肽的活性检测体系,对于酶的筛选、生产工艺的确定,生成物的提纯以及生产过程的质量评价都是非常需要的。在生产控制上,根据产品的工艺和纯度要求不同,采用不同的检测方式,既可以实现质量的控制,也可以提高检测速度和尽量降低检测成本。在白蛋白多肽和大豆蛋白肽的生产中,我们以分子量和氨氮与总氮之比来控制产出物的水解效果。理论上讲,氨氮总氮比与水解程度基本呈线形关系,当完全水解时,它们的比值是1,那么,氨氮总氮比之间,寻找一种对应关系,来反应水解度是值得研究的。但是,诺需要控制生成物某一组分或某一种多肽,则需要进行更进一步的检测,在睡眠肽的研制中,我们正在探讨适宜生产中控制成分的方便易行的检测方法。4、纯化方法的探讨,酶法生产的多肽,其纯化方法很多,如:等电点沉淀、电泳、分子筛、离子交换、HPLC等等。根据原料特点、产品要求、采用高效、经济的纯化方法十分重要,对于规模化多肽类保健品,追求纯之又纯是很困难的,也是极不经济的,更是不必要的。  我们在生产中,采用等电点沉淀、离心、板框过滤的方法对酶解液进行处理可以收到比较满意的效果。当然,如果需要提取某一组分或某一种成分,则需要比较复杂的方法,在降糖肽、青春肽的研发中,正在探讨经济的提纯方法。5、制剂技术对多肽的影响,口服多肽制剂,具有安全、经济的特点,但是,有些资料表明,由于多肽的蛋白质特性,存在着吸收方面的障碍,例如:胃酸的降解、酶的降解、胃肠道的低通透性等等。另外,多肽的高吸潮性以及特殊的气味和苦味,影响其保存和服用者的感官。对于多肽的吸收,Silk(1974)和Matthews(1976)证实,小肠除具有游离氨基酸运输体系外,更有特异的低聚肽运输体系。最近Roberts PR通过实验表明,饮食中的小肽(2~3氨基酸)和大肽(10~15氨基酸)能够完整的通过肠道吸收,并能引起机体的生物学效应。因此,通过制剂技术防止多肽的降解,提高多肽的吸收率和稳定性,改善感官效果是非常重要的。目前,在我们的多肽制剂工艺中,通过添加吸收促进剂,包裹技术,肠溶胶囊技术得到较好的解决。

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