前研究较广泛的生物活性肽来源于牛乳蛋白,这些肽具有免疫、镇痛、促进钙吸收等诸多功能。其中研究较多的是酪蛋白磷酸肽(cPPs),它是以牛乳酪蛋白为原料,经蛋白酶水解,再经分离纯化,而得到的含有磷酸丝氨酸簇的天然生理活性肽,具有结合钙和促进钙吸收的功能,同时酪蛋白磷酸肽对提高铁、锌、硒的生物利用率等也有作用。酪蛋白磷酸肽的其他功能也正在被发现及应用。 1酪蛋白磷酸肽的功能 1.1 促进钙吸收 酪蛋白磷酸肽带有高浓度负电荷,它既可抵抗消化道中各种酶的水解,又可与钙结合成可溶物,从而能有效防止钙在小肠中中性或偏碱环境中形成磷酸钙沉淀,促进钙质吸收。 Mellaader(1950)研究证实酪蛋白磷酸肽可以在没有维生素D参与的情况下促进钙质吸收,并发现,患有佝偻病的儿童服用酪蛋白的胰酶消化液可以强化骨骼的钙化。但后来也有试验证明在没有维生素D参与的情况下,酪蛋白磷酸肽似乎对促进动物吸收钙的作用不明显。有关酪蛋白磷酸肽和维生素D对机体的综合作用有待进一步研究。Reeves(1958)用动物试验证明酪蛋白磷酸肽可在中性或偏碱性条件下阻止钙的沉淀。Sato等(1991)报道,当给老鼠饲喂含有酪蛋白磷酸肽或酪蛋白日粮时,将会增加老鼠大腿组织中放射标记的钙含量。Tsuchide(1996)也证实酪蛋白磷酸肽具有防止钙丢失作用。 张亚非和周羽并(1994)在大鼠基础日粮和低钙日粮中分别加入0.5%和0.2%酪蛋白磷酸肽,并以含5%脱脂奶粉日粮为对照组,进行生长试验和代谢试验,发现基础日粮和低钙日粮组的大鼠钙吸收率和沉积率均比对照组高6%左右。 1.2促进锌、硒、铁的吸收与利用Sato等(1991)研究认为,酪蛋白磷酸肽通过增加无机铁的溶解性能促进铁在肠道中的吸收。牟光庆等(2001)通过动物试验研究了酪蛋白磷酸肽对铁吸收的影响,其试验结果表明:添加硫酸亚铁和0.1%酪蛋白磷酸肽的饲料和仅添加硫酸亚铁的饲料对缺铁性贫血大鼠的血红蛋白、红细胞数及血细胞压积的影响比缺铁性饲料喂大鼠的血液生化指标有较大影响,且缺铁性贫血的大鼠血液生化指标恢复良好,并且酪蛋白磷酸肽和硫酸亚铁同时添加组的效果优于单独添加硫酸亚铁组。科学家们通过对大鼠、小鼠、鸡、猪和人的试验,结果发现酪蛋白磷酸肽具有促进锌、硒、铁吸收的功能(Saito等,1997)。 现在已经能够通过螫合树脂的竞争性评估、离子选择性电极、原子吸收光谱和毛细管电泳等方法定量测定酪蛋白磷酸肽结合二价离子的数量。Holt等(1996)报道,1 tool的酪蛋白磷酸肽最 大可结合40 mol的钙离子。 1.3促进动物体外受精 目前,酪蛋白磷酸肽促进动物体外受精的作用机理尚不十分清楚,其可能与溶解状态钙离子介导的精卵细胞融合有关,也可能与谷氨酸的游离羧基有关。Nagai(1996a、1996b)通过动物(猪,牛)体外试验证明酪蛋白磷酸肽可显著促进精子进入卵细胞和体外精卵细胞的融合。 1.4增强免疫功能Hata等(1998)报道了多种酪蛋白磷酸肽的免疫刺激原作用,其在体外培养的小鼠脾细胞中可增加免疫球蛋白lgG的产生。此外,免疫血清和肠道抗原特异性IgA水平在给予酪蛋白磷酸肽的小鼠中要高于对照组的。 Hartmann和Meisei(2002)发现,用不同浓度酪蛋白磷酸肽处理后。人淋巴细胞(PBL)的IgA水平极显著增加,甚至超过已知有丝分裂原诱导的反应。 1.5细胞凋亡诱导作用 酪蛋白磷酸肽的促肿瘤细胞凋亡的作用已经在人肠上皮腺瘤细胞 HT-29细胞、Cac02细胞、白血病细胞HL-60以及神经胶质瘤细胞PCI2等细胞模型中得到证明。上述肿瘤细胞可以被B一酪蛋白磷酸肽触发凋亡(Jiang等,2004)。值得注意的是,有研究考察了酪蛋白磷酸肽对非肿瘤细胞CHO细胞和脾细胞的影响,但却未发现其诱导这两种细胞凋亡的作用(Reynolds等,1996)。 酪蛋白磷酸肽诱导了恶性肿瘤细胞凋亡却未对非恶性细胞(如CHO细胞和脾细胞)起到同样的作用,提示其具有潜在的药理学意义,因此,细胞凋亡诱导肽可能成为潜在的抗癌药物。 2酪蛋白磷酸肽的作用机理 2 1促进钙吸收矿物元素被生物体吸收的首要条件是可溶解的离子状态。目前,认为肠道吸收钙有两套完全不同的机制。一是可饱和的主动运输,由钙结合蛋白调节;另一种是不饱和的被动运输。后者不直接受到机体功能、营养状况、年龄等影响,而与肠道内钙离子浓度和渗透压密切相关。在酸性条件下,钙盐的溶解度一般较大,但在小肠远端,官腔内的pH为中性或弱碱性,钙离子往往与磷酸根离子形成不溶性的磷酸钙沉淀,阻止了钙的吸收。酪蛋白磷酸肽是一类含有25—37个氨基酸残基的多肽,两种酪蛋白磷酸肽都在连续3个Ser-P残基后连接谷酰氨基部分(核心部位),核心部位能在pH值7~8的条件下有效地与钙形成不可溶性磷酸钙。此可溶性复合物从物理化学角度分析应为钙与酪蛋白磷酸肽形成的络合物,使得磷酸钙向着解离的方向进行,从而使磷酸钙的形成受到抑制,这样,就大大提高了钙的利用率。 Naito等(1990)对酪蛋白磷酸肽抑制磷酸钙沉淀的机理解释如下:磷酸钙在初始形成时是无定型的,之后逐渐变成晶体形式,酪蛋白磷酸肽黏附在其表面,阻止晶体长大。大量的肠内溶解钙以很高的频率和酪蛋白磷酸肽不断接触,这些离子在不受磷酸根作用的状态下被带到肠黏膜。在此,酪蛋白磷酸肽起着调节晶体成长的作用,它不仅抑制或延迟晶体成长,而且在骨质化的后期起着加速晶体成长作用。酪蛋白磷酸肽对钙的这种中等强度的可交换结合可以说明为何乳及乳制品中的钙具有高吸收性。 冯风琴等(1997a)探讨酪蛋白磷酸肽的N/P分子大小与结合钙的能力之间的关系,发现N/P较小,酪蛋白磷酸肽制品中分子质量较小部分所占的比例较大,则结合钙的能力较强。随后又证明酪蛋白磷酸肽作用效果不仅与N/P有关,还和分子中氨基酸组成和顺序或磷酸基分布有关(冯凤琴等,1997b)。胡志和和庞广昌(2001)研究酪蛋白磷酸肽阻止钙沉淀活性与酪蛋白水解度之间的关系,发现当酶与底物比例不同时,所得酪蛋白磷酸肽的N/P不同,从而导致酪蛋白磷酸肽阻钙沉淀活性也不同。 2.2对二价元素吸收的作用机理 酪蛋白磷酸肽依赖丝氨酰磷酸簇在小肠内可以与铁元素形成可溶性络合物,从而依靠被动扩散增加铁元素被机体吸收的数量(sato,1986)。酪蛋白磷酸肽不仅能促进钙的吸收,而且对锌、锰、铜、硒同样具有类似的作用,其作用机理与如上所述类似。 3酪蛋白磷酸肽在动物营养中的应用 综上所述,由于酪蛋白磷酸肽具有许多优点,现已得到广泛应用。促使其在生产实践中应用的主要原因:1)酪蛋白磷酸肽的稳定性好。以防止钙沉淀的能力为酪蛋白磷酸肽的功能指标,商品酪蛋白磷酸肽在5℃和25℃保存2年后,其功能指标仅下降1%和3%。2)成本因素。由于酪蛋白磷酸肽在实际应用中添加量极少,所以对制成品的成本增加很少,况且其加工制造工艺日益成熟,使制造成本日益降低。3)安全性因素。随着生活水平的提高,人们对各种畜禽产品安全性问题日益重视,各种添加剂成为人们关心的重要话题之一。由于制造酪蛋白磷酸肽的原料——酪蛋白是天然蛋白质,对畜禽健康无损害性。所以其作饲料添加剂使用时不存在安全性问题,易被人们接受。 目前,动物饲养行业中普遍存在微量元素吸收利用不足导致的微量元素缺乏等问题,而现实中用这些元素的无机盐作为补充载体存在许多缺点。酪蛋白磷酸肽的发现及其性质的充分认识,已使我们在解决动物饲养方面的一些难题得到了解决。 利用酪蛋白磷酸肽促进钙、锌、铁、硒等矿物质吸收利用的特性,我们可以制成酪蛋白磷酸肽与上述元素的复合物以提高这些元素的利用率,用于防治由于这些元素缺乏而引起的各种畜禽疾病。例如,可以制成CPPs-Fe的复合物用于防治贫血;CPPs-Zn用于防治因缺乏锌而引起的各种畜禽疾病;CPPs-Se分复合物则用来防治se缺乏症(冯凤琴等,1997a)。 因此,人们常利用酪蛋白磷酸肽具有促进钙、铁等矿物质吸收的性质,将其添加到饲料中,以满足动物对钙、铁等矿物质的需求,并防止其缺乏症。
酪蛋自磷酸肽及其在动物营养中的应用
发布日期:2010-11-30 来源:全球肽网 浏览次数:1343
前研究较广泛的生物活性肽来源于牛乳蛋白,这些肽具有免疫、镇痛、促进钙吸收等诸多功能。其中研究较多的是酪蛋白磷酸肽(cPPs),它是以牛乳酪蛋白为原料,经蛋白酶水解,再经分离纯化,而得到的含有磷酸丝氨酸簇的天然生理活性肽,具有结合钙和促进钙吸收的功能,同时酪蛋白磷酸肽对提高铁、锌、硒的生物利用率等也有作用。酪蛋白磷酸肽的其他功能也正在被发现及应用。 1酪蛋白磷酸肽的功能 1.1 促进钙吸收 酪蛋白磷酸肽带有高浓度负电荷,它既可抵抗消化道中各种酶的水解,又可与钙结合成可溶物,从而能有效防止钙在小肠中中性