生物活性多肽的合成文献综述

文 献 综 述

1、前言

近年来, 多肽在生物体内的生理功能受到越来越多的重视。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。

2、多肽国内外研究现状

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。

3、生物活性多肽的制备

3.1 酶解法

酶解法是酪啡肽制备最重要的方法，原料主要为酪蛋白， 该方法的关键是选择合适的酶和确定合适的水解条件。

在食物蛋白水解研究中涉及到的酶类很多， 包括细菌胶原酶、胰蛋白酶、嗜热菌蛋白酶等，及胰凝乳蛋白酶、胃蛋白酶、枯草杆菌蛋白酶、木瓜蛋白酶、蛋白酶-κ等， 另外也可应用植物蛋白酶进行水解，如无花果蛋白酶、木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶等。

针对不同底物需选用不同的混合酶， 通常选择胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶的混合物， 因为胰蛋白酶能专一性的与赖氨酸或精氨酸残基结合， 而胰凝乳蛋白酶仅能水解酪氨

酸、苯丙氨酸、色氨酸残基的肽键。

3.2 化学合成法

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。

3.3 基因重组法

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0, 已通过临床前的安全评价, 有望成为新一代治疗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 提取分离法

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。

4、应用

4.1 生物医药

多肽作为药物有其独特的优点:分子量小, 无免疫原性, 比较安全;分子较小, 易于合成, 成本低; 结构相对简单, 功能较明确,特异性强,副作用低; 多肽药物易于多途径吸收;合成的多肽纯度高,不存在热原问题.目前已有二十多种多肽药物上市( 如血脂康、 地奥血脂康等) , 就其作用功能可分为多肽疫苗、抗肿瘤多肽、 抗病毒多肽、 导向多肽、 细胞因子模拟肽、 抗菌活性肽、 降压降脂多肽等。

4.2 功能性食品

随着多肽研究的深入, 人们越来越重视食品的第三功能即调节人体生理的功能.譬如从不同蛋白质来源分离得到具有如类吗啡活性降压、 提高机体免疫力、 抗氧化、 低过敏及抗血栓等生理功能的小分子多肽物质,包括大豆蛋白及大豆多肽类、 乳蛋白活性多肽类、抗性蛋白多肽类、胶原多肽类、水产多肽类等。

4.3 科学研究

运用多肽研究涉及的常规技术, 可以进一步对多肽类物质的动力学以及体内动态变化过程进行研究。

5、展望

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。它不仅对于整个食品工业的各个领域, 而且对于医药、化妆品、生物、保健等许多领域的发展均有着重要意义。相信, 随着多肽的制备方法、功能特性及营养价值等内容更深入广泛的研究, 将会有越来越多的不同来源、不同制备方法的生物活性多肽广泛应用于食品和医药等行业中。

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