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发布时间:2020-12-02 03:37:35

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作者:佘广宇

出版社:人民卫生出版社

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多肽与生命科学

多肽与生命科学试读:

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图书在版编目(CIP)数据

多肽与生命科学/佘广宇主编.—北京:人民卫生出版社,2017

ISBN 978-7-117-25044-3

Ⅰ.①多… Ⅱ.①佘… Ⅲ.①多肽-基本知识 Ⅳ.①Q516

中国版本图书馆CIP数据核字(2017)第209387号人卫社官网 www.pmph.com 出版物查询,在线购书人卫医学网 www.ipmph.com 医学考试辅导,医学数据库服务,医学教育资源,大众健康资讯版权所有,侵权必究!多肽与生命科学Peptide and Life Science主  编:佘广宇

出版发行:人民卫生出版社有限公司

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地  址:北京市朝阳区潘家园南里19号

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排  版:人民卫生电子音像出版社有限公司

制作时间:2019年2月

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标准书号:ISBN 978-7-117-25044-3

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责任编辑:张绪打击盗版举报电话:010-59787491 E-mail:WQ@pmph.com注:本电子书不包含增值服务内容,如需阅览,可购买正版纸质图书。序

蛋白质是人体必需的营养物质,在天然食物蛋白质中含有许多具有营养价值和调节生理功能的多肽,通过现代化加工,可将蛋白质中的多肽释放出来,从而获得具有高营养价值的多肽。自20世纪90年代后期以来,美国、日本、德国及中国的科学家已经开始关注多肽营养。目前,食用多肽的研究与开发已经成为食品和保健品领域的热点和新的经济增长点。

多肽分子量小,易于吸收,具有生物活性,对于老年人、儿童及患有糖尿病、心脑血管疾病、消化吸收功能障碍等的特殊人群有一定的保健功效,因而具有重要的研究意义。例如酪蛋白磷酸肽能够促进体内钙的吸收,将其加入乳制品中可以作为补钙食品供儿童和妇女食用。类似的具有生物活性的多种多肽已广泛用于医药、保健食品及食品行业中。

本书编者长期从事多肽保健食品的开发和生物活性研究工作,在查阅大量国内外文献及科学实验研究的基础上,从多肽的理化性质、生物活性、生产方法、质量评价及功能简介几个方面对多肽在人体生命体系中发挥的重要作用做了系统的阐述,特别是详尽地介绍了已经开发的具有生物活性的多肽。希望本书的出版能够对多肽领域的科研人员及高等院校相关专业的教师和学生开展研究和培训教学有所帮助,也可以为想要了解多肽的读者提供更多的信息。付萍2017年4月前 言

近些年来,多肽因具有极强的生理活性和多样性,已经成为世界生物学界、医学界、药学界研究开发的热点。科学家认为“多肽是生命存在的形式”“多肽为生物体内普遍存在的生理活性物质”。从分子生物学层面讲,多肽是构成蛋白质的结构片段,更是蛋白质发挥作用的活性基因部分。它是介于大分子蛋白质和氨基酸之间的一种具有活性、易于吸收、生理功能效价高的营养物质。

一切生命活动首先是在细胞中发生的,细胞是供给营养、代谢、调节、生殖、发育和遗传的基础。蛋白质是细胞的基础物质,可占到其干重的50%以上。作为生命活动的执行单位,细胞生命周期的各个阶段要不断补充和更新蛋白质。蛋白质在体内的合成速度决定着细胞的结构完整性和生理功能。除此之外,蛋白质还是体内的功能物质如激素、酶等的主要成分。激素、酶类等功能物质具有调节代谢的作用,是新陈代谢的激发者和参与者,对生理活动有明显的调节促进作用。激素、酶类的合成速度也取决于蛋白质的合成速度,因此,可以说人体的代谢水平也受蛋白质合成速度的影响。

作为蛋白质的结构片段,多肽是一类优质的蛋白合成原料。其最大的特点是吸收速度快、耗能低,同时其生物利用率也是所有蛋白原料中最高的,其合成蛋白质的速度要比氨基酸快70%,因此多肽是合成蛋白速度最快的原料。作为蛋白质的合成前体,多肽能快速修复细胞损伤,维持细胞生理活动的正常进行,同时还能加快激素、酶等功能物质的合成速度。速度决定效率,效率决定生命质量,因此多肽对人类的生命活动有着重要意义。

目前研究发现,多肽还具有调节神经系统、活化细胞免疫功能、改善心血管功能、抗衰老以及抗氧化等生理功能,且易于合成改造和优化组合,因此很多活性多肽被开发成药物和保健食品。特别是最近几年,天然活性多肽以其独具的生理活性功能,在人类疾病治疗及保健养生领域中的地位日趋重要,目前已成为国际研究的热点之一。

近年来,国内外有关多肽的书籍已出版几十部,主要针对多肽的化学合成、药品研发、多肽生产等方面进行了研究,鲜有针对多肽在人体整个生命活动过程中所发挥的不同功效及研究状况进行系统的论著,难以满足多肽研究者,特别是刚刚接触多肽、不了解多肽的功效及其生物活性的人群的需求。为编写一本系统介绍多肽的理化性质、生物活性及其生产制备的专业书籍,本书组织了国内多位相关领域的专家参与编著。本书以学术与科普并重为原则,以现代中西医学及保健食品营养学思想为指导,涵括了近几年来多肽的临床和实验研究结果,并且围绕国内外多肽的研究现状及发展趋势,详细介绍了多肽的生物活性功能。

本书的出版,不但可以为多肽的进一步研究和开发提供翔实、可靠、权威的参考资料,同时为从事多肽生物活性研究的技术人员及相关机构,特别是为想要快速、清晰、明了认识和掌握多肽常规知识的人群提供了一部实用性与针对性强的关于多种生物活性肽的研发、生产、销售的参考书籍。

感谢营养学专家付萍教授百忙之中为本书作序,使我们深受鼓舞,在此对付萍教授多年来的指导和鼓励表示衷心的感谢!

需要指出的是,由于多肽类产品的研究与开发涉及面广、更新速度快,本书不可能涵盖该领域的全部内容,加之编者水平有限,书中疏漏在所难免。为此恳请广大专家、读者对本书的错误及不妥之处惠予批评指正。编者2017年4月第一章 多肽总论

多肽从物质角度来讲,是人体组成及代谢的物质基础,是维持人类生命的最重要的营养物质之一;从化学角度来讲,是蛋白质被分解后的次级结构,是氨基酸通过肽键连接构成的一类具有生物活性的化合物。因为其特殊的结构,多肽在体内消化吸收快、生物利用率高,具有高溶解性、流动性和热稳定性等理化性质。多肽是具有生理活性的生命基础物质,参与多种生理活动,具有很多种类形式。多肽的结构多样、数量众多,通常按照大小、结构、来源和功能进行分类。作为一种具有生理功能的活性物质,多肽已经广泛用于食品、化妆品及医药行业等众多制造业中,具有广阔的应用前景。第一节 多肽的概念和理化性质一、多肽的概念

蛋白质是维持人类生命的最重要的营养物质之一,是人体组成及代谢的物质基础,也是人类饮食结构的重要成分,因此作为其分解产物,多肽一直都是重要的研究对象。现代研究发现,很多天然蛋白质的功能特性往往尚不明确,而在其水解过程中,由于可离解基团数目增多、分子内部疏水性残基暴露等,表现出较好的消化吸收性、溶解性、乳化性等特性,尤其是某些肽类物质显示出一系列独特的生理活[1-3]性。

多肽是由氨基酸通过肽键连接构成的一类化合物。与蛋白质相比,多肽的共价键形成的链结构与前者相同,但链长度及分子量远远小于前者,因此多肽不是蛋白质。由于从分子量上没有确定的数值来区分肽与蛋白质,至今人们习惯根据肽链长短定义多肽:蛋白质被分解后的次级结构称为肽,含有10个以上氨基酸残基的肽称为多肽,含10个以下氨基酸残基的肽称为寡肽或短肽,其中含3或2个氨基酸残基[4-8]的肽分别称为三肽和二肽,多肽的最终分解产物为氨基酸。二、多肽的理化性质

多肽在体内消化吸收快、生物利用率高,具有高溶解性、流动性和热稳定性等物理性质,同时生产出了一系列具有特殊活性的肽段,如具有抗氧化、抗衰老、提高免疫力、促进生长发育的骨多肽,镇静、[8-12]安神的酪啡肽,促进矿物质吸收的酪蛋白磷酸肽等。(一)溶解性

蛋白质被水解后,肽链断裂,形成了小分子多肽和氨基酸,在此过程中极性端基团数目增多,亲水性增强,同时多肽链的平均分子量降低,蛋白质分子的构象发生变化。除了少数疏水性多肽外,大部分多肽分子具有多个极性侧链基团,如-OH、-COOH、-NH等,它们可2以与水分子形成氢键缔合或与正、负离子形成极性区,所以大部分多[4,8,13]肽具有良好的水溶性。(二)酸碱性

多肽的酸碱性与其等电点有关。当肽链中含有的天门冬氨酸及谷氨酸残基数多于赖氨酸、精氨酸及组氨酸时,该多肽为酸性多肽;反之为碱性多肽。而分子量较大的多肽,酸碱性的存在对其水溶性及分离纯化条件影响较大,且由于离子键介导的三级结构,对其生物活性[8,12,14,15]也产生较大的影响。(三)乳化性及其稳定性

乳化性是指乳化体系分散相的分散程度及相界面的界面比,乳化稳定性是乳化体系维持两相稳定存在的能力。乳化性与蛋白的溶解性密切相关,蛋白质的溶解性是界面膜形成的一个重要先决条件,同时还受疏水性基团在分子中分布的影响。水解作用改变了蛋白质分子的构象,进而引起蛋白质内部疏水性基团的暴露,在乳化体系过程中易[13,16-20]于与脂类结合,有利于形成稳定的乳化体系。(四)起泡性及其稳定性

蛋白具有典型的两亲结构,在分散液中会表现出较强的界面活性,具有一定程度的降低界面张力的作用。蛋白溶液在受到急速的机械搅拌时会有大量的气体混入,形成水-空气界面,蛋白质分子吸附到这些界面上,进而降低了界面张力,促进界面形成;同时由于蛋白质的部分肽链在界面上伸展开来,并通过肽链间的相互作用形成了一个三维保护网络,使界面膜得以加强,从而促进了泡沫的形成与稳定。

起泡性及其稳定性与蛋白质的种类、溶液的温度、黏度、pH、组成、浓度,以及起泡方法等因素相关。当蛋白质水解后,水解物的黏度降低,低表面张力对泡沫的形成比较有利。界面膜的强度是决定泡沫稳定性的关键因素,界面膜的黏度高可以增加膜强度,黏度低则界面膜的强度小、泡沫稳定性差,但是若蛋白质水解度过高、蛋白酶[21,22]解物分子量过小则不利于泡沫的形成及稳定。第二节 多肽的分类

多肽是一类普遍存在于生物体内的由氨基酸组成的化学物质,至今在生物体内发现的多肽已达数万种,且具有广泛的生理活性。

根据多肽的大小、结构特征及其来源等方面对多肽进行分类,但[23-27]所有多肽的分类都是相对的。一、根据多肽的大小分类

根据多肽所含的氨基酸数目对多肽进行分类,由n个α-氨基酸缩合而成的多肽称为n肽,如由5个α-氨基酸缩合而成的多肽称为五肽、由12个α-氨基酸缩合而成的多肽称为12肽。多肽与蛋白质没有明确的划分界限,一般以含51个氨基酸残基、分子量为5733D的胰岛素作为划分标准,大于此分子量的为蛋白质,小于此分子量的为多肽,本书[28,中所述的多肽主要指含氨基酸残基小于51个氨基酸残基的多肽29]。二、根据多肽的结构分类

根据肽链的结构可将多肽分为同聚肽和杂聚肽两大类,根据不同的连接键可继续划分为直链肽、环状肽、脂肽、糖肽、色素肽、缩脂

[30-38]肽等,见表1-1。表1-1 根据多肽的结构分类三、根据多肽的来源分类

多肽类物质种类多种多样且生物活性强,其来源也极其丰富。一般根据多肽的来源大致可分为天然生物活性多肽、蛋白质水解制备活性多肽、发酵法制备活性多肽、合成法制备活性多肽及基因重组多肽几类。(一)天然生物活性多肽

天然生物活性多肽分布很广泛,目前已经从动物、植物、微生物及部分海洋生物中分离出多种生物活性肽。天然生物活性多肽通常具有高效、低毒、无污染等特点,在畜牧、养殖、食品及药品中都有广泛的应用前景。然而,天然生物活性多肽在生物体内的含量一般都是微量的,而且目前从天然生物体中分离纯化获得活性肽的工艺还不是[39]很完善。(二)蛋白质水解制备活性多肽

由于天然活性多肽的含量有限,随着生物工程技术的发展及人们对自身认识的深入,以蛋白质水解方式制备活性多肽成为人们研究的热点。目前,蛋白质水解制备多肽的方法主要有两种,即化学水解法和酶解法。化学水解法由于条件剧烈,对蛋白质或多肽的破坏大,在生产中基本不采用。

酶法制备生物活性多肽是目前生产中常用的方法,其水解易控制,可定位生产特定的肽,产品的安全性极高,成本低。在蛋白水解获得多肽的过程中,酶的选择是关键,它不仅影响最后产品的得率、反应速度,而且直接影响产品的风味及理化特性。蛋白质水解酶的来源主要有植物(木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶、无花果蛋白酶等)、动物(胃蛋白酶、胰蛋白酶)和微生物(碱性蛋白酶、风味蛋白酶、复合蛋白酶等)。微生物蛋白酶相比动物蛋白酶和植物蛋白酶,具有溶解性好、活力高、专一性不强等特性,对蛋白质的作用强烈,因而非常适合于对蛋白质进行较深程度的水解。在酶解工艺的优化方面,主要考察的参数为酶用量、酶解时间、酶解温度、pH、料液比等。利用单因素法得到各参数的初步取值范围,然后通过各种计算模型得出最佳的工艺参数。一般来说,正交优化和响应曲面优化是常用的优化模[40-47]型。(三)发酵法制备活性多肽

微生物发酵法是指利用微生物在发酵过程中产生的一些蛋白酶对蛋白质进行复合酶解,从而得到生物活性多肽的方法。微生物产生胞外酶,可以有序降解大分子蛋白质,产生各种短肽。微生物发酵过程中产生的各种酶可能会使发酵原料中的少量脂肪和腥味物质分解,产生乳酸、醋酸和小分子脂肪酸等各种有机酸,进而使产品具有特有的发酵香味。发酵法制备多肽的研究主要集中在发酵菌种与发酵原料的筛选这两个方面,此外还有发酵工艺的探索与多肽活性的开发。其中发酵菌种方面,多采用蛋白酶活力较强的细菌、真菌和可脱除腥味的酵母菌。发酵法制备植物活性多肽的主要影响因素包括培养基配制、菌种筛选、发酵温度、发酵时间、种龄等。发酵法制备活性多肽能否产业化的关键是优良菌种的选择,只有在适宜的发酵条件下,发酵菌种才可以发挥出最佳的发酵能力,因此需要研究发酵过程中的主要影响因素以确定最佳工艺。由于微生物法制备活性多肽成本相对较高,[48-54]对生产环境的要求相对较高,因此实际生产中尚未采用此法。(四)合成法制备活性多肽

合成法是在人们已获知某种有特定活性的氨基酸组成的序列后,利用合成方法生产特定活性肽的方法。化学合成法有固相合成和液相合成两种方式,其操作方式虽然有所不同,但是其化学原理基本一致。两种方式都是以氨基酸为原料,通过固相、液相合成,定向地得到某种多肽。

合成法虽然可以定向地、有目的地合成具有抗氧化活性的多肽,但是合成法的副反应较多、成本较高、筛选复杂,并且可能残留一部分毒性物质,所以合成法基本停留在实验室规模,或者用于具有较高[55-60]价值的活性肽的生产上,比如某些药物的合成。(五)基因重组多肽

利用基因重组的方法制备多肽是降低生产成本的有效途径,但是多肽对原核细胞存在毒性,在一定程度上限制了原核细胞表达系统在其基因重组中的应用,而真核细胞表达系统的表达效率较低,因此对其工业化生产造成一定的困难。对于短肽一般无须采取基因重组技术生产,此技术只针对部分特殊多肽如采用融合表达或选择对多肽具有[61-63]抗性的株系进行原核表达生产特定的多肽。四、根据多肽的功能分类

根据多肽的生理功能及药理作用可见如下较为重要的分类。(一)免疫活性多肽[64-67]

免疫活性多肽是一类存在于生物体内的具有免疫调节功能的多肽,该类多肽在生物体内一般含量较低,结构多样,通过内分泌、神经分泌等多种作用方式发挥其生物活性。免疫活性多肽有内源性和外源性两种。内源性多肽如干扰素、β-内啡肽等,是激活和调节机体免疫应答的中心。外源性免疫活性多肽来源相对较广,如动物来源的骨多肽、血多肽、胎盘多肽、胸腺肽,以及生物合成的神经肽、阿片肽等。

免疫活性多肽具有多个方面的生理功能,一方面可以增强机体的免疫调节能力,提高机体对外界病原微生物的抵抗能力;另一方面某些外源性活性多肽具有免疫刺激作用,能刺激淋巴细胞增殖,提高NK细胞的活性。同时研究发现,免疫活性多肽可作为抑制肿瘤转移的免疫调节剂,可非特异性地促进宿主的肿瘤防御机制,具有良好的抗癌作用。(二)生长调节肽[68-72]

生长调节肽又称生长激素释放因子,由下丘脑合成并分泌,能促进脑垂体生长激素的合成与释放。生长激素释放因子由44或43个氨基酸残基组成,与之前发现的生长素释放肽(由Bowers领导的研究组合成的一种含5~7个氨基酸的短肽,可刺激生长素释放)相似,对机体的生长发育具有良好的调节能力。

Ghrelin作为一种生长激素促分泌素受体的内源性配体,是一种含有28个氨基酸的内源性多肽,可以强效地促进生长激素释放,调节摄食和能量平衡,同时还可以影响神经、内分泌、胃肠、心血管系统、睡眠等多种生物学作用。

有研究表明,除上述内源性活性多肽外,部分动物源多肽(如牛骨多肽、羊骨多肽)也具有较好的促生长发育的作用。(三)神经肽

神经肽主要包括下丘脑神经肽、垂体肽、阿片肽、脑肠肽等。神[73-80]经肽具有神经调节,合成神经递质、调质及激素等多种作用。

下丘脑神经肽包括促皮质激素释放激素、生长激素释放激素、生长抑素、促甲状腺激素释放激素、促黑素抑制因子及促性腺激素释放激素,具有可促进肾上腺皮质激素的合成和释放、刺激胰腺细胞分泌胰酶、促进排卵、调节甲状腺功能、抑制肾素释放、抗抑郁等功效。

垂体肽是由腺垂体分泌的神经肽,研究较多的为促肾上腺皮质激素、血管升压素、缩宫素、促黑素细胞激素、催乳素及其释放因子与释放抑制因子。垂体肽作为一种神经肽,在学习记忆、体温调节、心血管功能调节、神经损伤修复再生以及阿片拮抗等方面都发挥着作用。

阿片肽主要作用于神经细胞上的阿片受体,阿片肽对免疫系统及心血管具有调节功能,可对痛觉信息进行调制。

脑肠肽作为神经肽的一种,具有收缩胆囊和刺激胰腺分泌、控制血糖升高、扩张血管等功能。(四)多肽抗生素[81-84]

多肽抗生素又称抗微生物多肽和抗菌多肽,具有较强的抗菌活性,可以抑杀多种细菌和真菌,甚至可以抑杀病毒。多肽抗生素一般含7~20个氨基酸残基,也存在一些更短的肽,组成的氨基酸残基中经常出现非标准化的氨基酸,特别是通常富含α-氨基异丁酸,肽链中的N端为N-取代氨基酸(通常为乙酰基)、C端通常酰胺化,这些结构特性对抗菌多肽的杀菌活性起着至关重要的作用。在一定条件下,其N端易形成α-螺旋,中间易形成β-折叠,具有两亲性,易于对病原体及病灶细胞的细胞膜进行攻击。

多肽抗生素是非专一性的免疫应答产物,微生物和其他一些理化因素均可诱导产生抗菌多肽。其免疫诱导源可以是非专一性的,不同的诱导源作用后,都可在动物的血淋巴中检测到相同的抗菌多肽。(五)抗氧化多肽

抗氧化多肽种类较多,包括一些内源性抗氧化多肽如肌肽、谷胱甘肽,外源性多肽如植物源的大豆多肽、玉米多肽、绿豆多肽、荞麦多肽等,动物源的骨多肽、血多肽、鱼皮多肽、蚕蛹多肽等,都具有较好的抗氧化活性、1,1-二苯基-2-苦基肼基自由基(DPPH·)清除[12,85-89]能力、抗脂质过氧化能力及还原能力 。(六)抗肿瘤多肽

研究表明,恶性肿瘤已经成为日益常见且严重威胁人类生命和生活质量的主要疾病之一,肿瘤的发生是多种原因作用的结果,但最终都要涉及肿瘤基因的表达调控。抗肿瘤药物已从传统的细胞毒性药物向针对不同机制的多环节作用的新型抗肿瘤药物发展。研究表明,生长抑素、促性腺释放激素、胰岛素样生长因子、线性肽等在抗肿瘤方[90-94]面具有良好的疗效。(七)其他

多肽还具有很多其他功能,如在降血糖、降血脂、多肽疫苗、改善肾功能等方面发挥着重要的作用。总之,多肽的研究对食品、医药及生物领域等的发展具有重要的现实意义。第三节 多肽的应用一、多肽在食品及化妆品行业的应用(一)多肽在食品行业的应用

蛋白质来源于动物、植物等,当其作为食物被生物体消化吸收后,由机体以吸收到的氨基酸和多肽来重新合成所需要的蛋白质和激素,满足机体新陈代谢的需要。多肽在食品行业主要用于功能食品和食品添加剂。多肽易消化吸收,具有抗肥胖、抗菌、抗病毒、降压、降脂、增强体质、抗疲劳、促进矿物质吸收等多种生理活性,同时还具有较好的酸、热稳定性,水溶性及黏度随浓度变化迟钝等优点,易于作为[87,95-98]功能因子添加到各类食品中,市场前景极好。

多肽可作为功能食品应用于婴幼儿食品中。20世纪60年代,从牛乳中获得的酪蛋白磷酸肽作为促进钙吸收的功能多肽开始在幼儿食品中应用。1997年,日本将乳清中分离的乳蛋白多肽添加到婴儿奶粉中,用于调节婴幼儿对奶粉的不适反应。目前,市面上的许多多肽固体饮料如牛骨多肽粉、鱼低聚肽粉、大豆肽粉等用于美容养颜、强筋健体、预防三高、促生长发育等方面,受到消费者的认可。

多肽是减肥食品所需的原料。人体过度肥胖会引起许多疾病,但低能膳食方式的减肥又会导致减肥者体质下降。多肽可以有效地阻止脂肪吸收,同时还具有更强的促进脂肪代谢的效果。在保证摄入足够多肽的基础之上,发挥多肽的功效,既可达到减肥的目的,又能保证减肥者的体质。

多肽可作为功能食品提高人体的抗氧化能力。人体的正常代谢过程中不断产生自由基,健康机体对各种外界影响作出反应的同时会产生自由基,年龄老化过程中机体也在不断产生自由基,特别是氧自由基在细胞代谢过程中普遍存在,所以人体总是处于自由基伤害的危险之中。某些具有良好的抗氧化活性的多肽可以维持自由基平衡,避免人体受到自由基的伤害。

多肽作为食品添加剂促进人体对矿物质等微量元素的吸收。研究发现某些多肽具有促进矿物质吸收的作用,研究最多的为酶解获得的酪蛋白磷酸肽。多肽促进矿物质吸收主要是通过使螯合矿物质的阳离子保持在肠道中的溶解状态来实现的。Maria等证实肉类水解产生的多肽类物质使铁离子的可溶性及吸收率提高。多肽可以与某些矿物质(如钙、铜、锌、铁等)结合,从而促进其被动转运及在体内的储存。

除了上述用途外,多肽还可以作为食品感官肽,如酸味肽、甜味肽、风味肽、表面活性肽等应用于食品的各个领域,因而多肽在食品领域中的市场潜力巨大。(二)多肽在化妆品行业的应用

随着年龄的增长,人体内的胶原蛋白含量会逐渐流失,皮肤表皮变硬、失去弹性。当真皮层的弹性与保水度降低,皮肤就会失去弹性而变薄和老化,进而出现色斑、皱纹等一系列老化现象,显出老态。

胶原蛋白肽的主要生物活性表现在保湿性、营养性、亲和性、配伍性、去色斑、美白等方面。胶原蛋白多肽的分子量相对较小,易于吸收,可以改善皮肤细胞的生存环境并促进皮肤组织的新陈代谢,增强循环,达到滋润皮肤、延缓衰老、消皱、去色斑的目的。

目前国外的一些高端化妆品中都添加了大量胶原蛋白肽,以改善皮肤状况,滋润肌肤,赋予皮肤光滑的感觉。而皮肤生理学及分子生物学研究也表明,胶原蛋白肽及部分小分子多肽在化妆品中具有广泛[95,99,100]的应用前景。二、多肽在医药领域的应用

多肽类药物具有分子量小、活性高、疗效稳定、毒副作用小、用量少、无免疫原性及特异性强等优点,对癌症、自身免疫性疾病、精神失常、高血压、高血糖和某些心血管及代谢等疾病有显著的疗效和广泛的应用前景,因此备受国内外专家的关注,目前已有如血脂康、缩宫素、生长抑素等许多多肽类药物上市。随着医疗科学的不断发展,多肽类药物已成为21世纪重要的诊断、预防和治疗药物。

多肽类药物多数源于内源性肽或其他天然肽,因此其结构及作用机制相对明确,产品纯度高,质量可控。近年来,多肽类药物研究的[101-107]热点主要聚焦于以下几个方面。(一)作为药物载体或前体药物

多肽作为体内药物载体或前体药物,将目的药物吸附、装载于载体上,利用多肽对药物载体进行修饰,拓宽了多肽在医药领域的应用范围。

多肽可应用于靶向药物开发研究。研究发现,肿瘤细胞会表达多肽受体,因此一些短肽可作为导向物,以配体-受体特异性结合的方式应用于靶向药物递送系统。如精氨酸-甘氨酸-天门冬氨酸(RGD)是整合素和其配体相互作用的识别位点,介导细胞与细胞外基质及细胞间的黏附作用,因此也被称为黏附蛋白。RGD序列广泛地分布于不同进化层次的生物物种中,在同一生物体内,RGD序列分布于各组织的细胞基质和血液的多种成分里,甚至存在于细胞表面。肿瘤的新生血管内皮细胞和部分肿瘤细胞常高表达某些整合素,而在整合素家族中,已知有12种整合素依赖RGD序列,而RGD肽与这些整合素受体特异性地相互作用,可以作为肿瘤靶向治疗的靶点,进而研发出药效与安全性强的抗肿瘤药物。(二)作为治疗用多肽

多肽作为治疗用药物常用的给药方式为注射给药和非注射给药。由于多肽类药物的稳定性易受温度、pH等的影响,因此稳定性较差,在体内易降解,同时治疗用多肽一般分子量相对较大,脂溶性较差,难以透过生物膜,因此常用剂型为注射剂。多肽还可作为口服剂型、喷雾剂型等制剂应用。由于多肽具有多种生理活性,因此可以作为多种疾病的预防和治疗用药,如抗肿瘤、抗病毒、降血脂、抗菌等。肿瘤的发生是多种原因综合作用的结果,但最终都要涉及癌基因的表达调控。不同的肿瘤产生时所需的调控因子不同,而具有靶向性的多肽可以与受体特异性结合,激活抗肿瘤基因,进而达到抗肿瘤的目的。

病毒感染需要经过宿主细胞的吸附、传入、脱壳、核酸复制、转录翻译等过程,阻止病毒感染的发生,最有效的抗病毒药物就是作用在病毒吸附及核酸复制这两个阶段。因此可以筛选与宿主细胞受体结合的多肽或能与病毒蛋白等活性位点结合的多肽,与宿主细胞特异性受体结合吸附,预防和治疗病毒感染。很多植物来源的中药具有降血脂、降血糖、溶血栓等作用,但是由于其作用成分的不确定性,其应用受到很多限制。研究显示多肽在心血管生理和病理活动的调节和信号传导中发挥着不可替代的作用,是一种诊断和治疗心血管疾病的有效手段。例如许多从植物蛋白中获得的大豆多肽、人参多肽、银杏多肽等可以通过小肠直接吸收,能防治血栓、高血压和高血脂,还能延缓衰老、提高机体免疫力。

抗菌肽主要是生物体在受到微生物或其他外源性物质侵染时,血淋巴会产生一定数量的抗菌蛋白或抗菌肽,这些抗菌肽具有良好的防御机制,可用来迅速杀死或清除外源的微生物,在人的生长发育、新陈代谢、疾病、衰老等过程中起着关键作用。

随着医药领域高科技手段的应用及发展,多肽作为基础营养物质,比氨基酸更易吸收,生物利用率高。多肽除了作为食品营养品满足人体生长发育的需要外,还具备特殊的生理调节功能。多肽作为药物几乎没有小分子药物的异化生物代谢毒性,副作用低,药效显著,多肽类药物在新药的研发、生产、使用中已独具特色,并已形成规模。随着多肽类药物研发技术的日臻成熟及多肽的深入研究,将会不断有新的肽类物质应用于防病治病之中。三、多肽在农业及畜牧业的应用

研究显示,一些植物内源性多肽激素可参与植物的防御反应,可以诱导受伤叶片及一定距离内的未受伤叶片产生蛋白酶抑制剂,进而抑制昆虫对植物的侵害。还有一些植物激素如植物磺肽素在植物的不同生长阶段,可以促进植物细胞胚胎发生,根、芽的形成及花粉的产生。这些植物激素在对植物病虫害的防治及农作物培育等方面具有重要的价值。

大量试验结果表明,多肽可以使动物的生产性能得到明显改善。如将多肽制品添加到奶牛日粮中,可以提高乳品品质,增加奶牛的产奶量,从而提高奶牛饲养的经济效益;将生猪饲料中添加少量的多肽[108-110]后,可以促进小猪体重的增长。

活性肽是指对生物机体的生命活动有益或具有生理作用的肽类化合物,是蛋白质中的20个天然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或环状结构的不同肽类的总称,也是源于蛋白质的多功能化合物。多肽对于人体的细胞活性、功能特性、生命的存在具有极其重要的作用。多肽易消化吸收,具有减肥、抗菌、抗病毒、降压降脂、抗疲劳、促进矿物质吸收等多种生理活性,同时还具有较好的酸、热稳定性,水溶性及黏度随浓度变化迟钝等优点,与人体神经、消化、吸收、生长、生殖、运动、代谢、循环等系统的正常生理活动的维持密切相关。

随着生命科学的发展,生物制品分离纯化技术的不断进步,多肽在食品、化妆品、医药等领域已得到了广泛的应用。迄今为止,多肽的研究已经取得了惊人的成果,在研究多肽的过程中既深入研究了自然界中不同生物蛋白质的性质,又为改变和合成新的蛋白质提供了基础材料,同时多肽在人体细胞、功能特性、生命存在等过程中都具有极其重要的意义。国外如日本、美国及一些欧洲国家含有多肽的健康食品、保健食品、药品层出不穷,中国的营养学家及临床工作者也在大力推进多肽在食品、药品、化妆品中的应用,特别是来源于食物蛋白的多肽,在调节人体新陈代谢,提供机体免疫力,促进人体对蛋白质、维生素、微量元素的吸收等方面具有较好的功效。因此,开发具有多种特殊功能的系列多肽产品具有广泛的应用前景。参考文献

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