生物活性肽及其研究进展

蛋白质是由蛋白质是由2020种基本氨基酸构成的非常复种基本氨基酸构成的非常复杂的聚合物，这些构成单元是通过取代的杂的聚合物，这些构成单元是通过取代的酰胺键（肽键）连接的。酰胺键（肽键）连接的。 氨基酸的化学名称为氨基酸的化学名称为氨基酸，化学氨基酸，化学通式为：通式为：蛋白质在结构和功能上的差异是由蛋白质在结构和功能上的差异是由于酰胺键连接的氨基酸顺序不同而于酰胺键连接的氨基酸顺序不同而造成的。造成的。食品蛋白质食品蛋白质: :是那些易于消化、无毒、是那些易于消化、无毒、富有营养、在食品产品中显示功能富有营养、在食品产品中显示功能性和来源丰富的蛋白质。性和来源丰富的蛋白质。二、肽及生物活性肽概述二、肽及生物活性肽概述一个氨基酸的一个氨基酸的羧基和另一个氨基羧基和另一个氨基酸的酸的氨基脱水缩合形成的化合物氨基脱水缩合形成的化合物称为称为。例如：。例如：多肽多肽: :是指分子结构介于氨基酸和蛋白是指分子结构介于氨基酸和蛋白质之间的一类化合物。质之间的一类化合物。多肽的含义更广泛一些多肽的含义更广泛一些, ,多肽和蛋白质多肽和蛋白质之间并没有严格的区分之间并没有严格的区分, ,多肽指由低于多肽指由低于五十个氨基酸五十个氨基酸组成的化合物。组成的化合物。2.1 2.1 多肽的特性多肽的特性 2.2 2.2 肽的吸收利用肽的吸收利用蛋白质消化利用：氨基酸，蛋白质消化利用：氨基酸，唯一途径？唯一途径？ 2020世纪世纪6060年代，证明肽可被吸收！年代，证明肽可被吸收！从消化道总体来讲，小肽在胃肠道中消化从消化道总体来讲，小肽在胃肠道中消化吸收比蛋白质、游离氨基酸消化吸收要好，吸收比蛋白质、游离氨基酸消化吸收要好，速度快。速度快。图1 食物蛋白消化、吸收示意图 健康人：健康人：摄食膳食摄食膳食蛋白质蛋白质小分子肽和小分子肽和氨基酸氨基酸体内合成激素、酶、体内合成激素、酶、蛋白质蛋白质疾病状态疾病状态: :体内不能体内不能合成多肽合成多肽一般饮食补充一般饮食补充营养受到影响营养受到影响直接服用、注射氨基多肽（寡、小肽）和直接服用、注射氨基多肽（寡、小肽）和L氨基酸氨基酸多种酶受多种酶受到抑制到抑制肽的易吸收性肽的易吸收性将成为运动员营养中很好的氮源将成为运动员营养中很好的氮源作为运动中或结束恢复性饮料作为运动中或结束恢复性饮料在美国，含水解蛋白（肽）的产品已广泛在美国，含水解蛋白（肽）的产品已广泛应用于运动员的饮食中。应用于运动员的饮食中。2.3 2.3 生物活性肽生物活性肽生物活性肽生物活性肽( (BAP)BAP) biological active peptidesbiological active peptides，是一类是一类具调节机体新陈代谢、参与生命活动调具调节机体新陈代谢、参与生命活动调节的肽类物质。节的肽类物质。 分为分为内源生物活性肽内源生物活性肽和和外源性生物活外源性生物活性肽性肽 从营养科学和功能食品角度讲主要研究的从营养科学和功能食品角度讲主要研究的是是外源生物活性肽外源生物活性肽，即从食品来源获得的，即从食品来源获得的生物活性肽。生物活性肽。 源于食物蛋白质的生物活性肽在医药和食源于食物蛋白质的生物活性肽在医药和食品中的有广泛应用，而且与蛋白质、游离品中的有广泛应用，而且与蛋白质、游离氨基酸相比，有其独特的优点，氨基酸相比，有其独特的优点，与蛋白质、游离氨基酸相比，独特的优点：与蛋白质、游离氨基酸相比，独特的优点：1、调节体内的水分、电解质平衡；2、为免疫系统制造抗体，提高免疫功能；3、促进伤口愈合；4、体内合成酶，提高生命活力；5、修复细胞，改善细胞代谢，防止细胞变性；6、促进蛋白质、酶的合成与调控；7、沟通细胞间、器官间信息的重要信使；8、预防心血管疾病；9、调节内分泌与神经系统；10、改善消化系统，治疗慢性胃肠道疾病；11、改善糖尿病、风湿、类风湿等疾病；12、抗病毒感染，抗衰老，提高血红细胞载氧能力；13、促进造血功能，治疗贫血，防止血小板凝集。三、生物活性肽的生产三、生物活性肽的生产获得活性肽的方法有三获得活性肽的方法有三: : 存在于生物体中的各类天然活性肽存在于生物体中的各类天然活性肽( (如如肽类抗生素、激素等肽类抗生素、激素等) )；消化过程中产生的或体外酶解蛋白质产消化过程中产生的或体外酶解蛋白质产生的肽类；生的肽类；通过化学法通过化学法( (液相或固相液相或固相),),酶法或重组酶法或重组DNADNA技术合成的肽类。技术合成的肽类。3.1 3.1 从食品中获取生物活性肽从食品中获取生物活性肽 酶法水解酶法水解酶水解具有高效、对蛋白质营养价值酶水解具有高效、对蛋白质营养价值破坏小，无异味特点而被广泛采用。破坏小，无异味特点而被广泛采用。从食品蛋白中酶解制取的生物活性肽从食品蛋白中酶解制取的生物活性肽一般都安全可靠，无副作用。一般都安全可靠，无副作用。 3.2 3.2 生物活性肽的提取分离生物活性肽的提取分离 关键技术关键技术（1 1）酶的选择）酶的选择 （2 2）分离提取）分离提取 （3 3）苦味的消除）苦味的消除 3.3 3.3 活性的测定与评价活性的测定与评价 根据不同产品选择不同评价方法，一根据不同产品选择不同评价方法，一般有般有动物实验动物实验和和细胞培养细胞培养及及分子生物学分子生物学技术等方法。技术等方法。四、功能性肽类的分类四、功能性肽类的分类 及其作用原理及其作用原理 4.1 4.1 免疫活性肽免疫活性肽主要功能：主要功能：能够刺激机体自身淋巴细胞的增殖能够刺激机体自身淋巴细胞的增殖促进细胞因子的释放促进细胞因子的释放增强机体巨噬细胞的吞噬能力增强机体巨噬细胞的吞噬能力不会引起机体的免疫排斥反应不会引起机体的免疫排斥反应4.1 4.1 免疫活性肽免疫活性肽4.2 4.2 抗高血压活性肽（抗高血压活性肽（ACEIPACEIP）无活性十肽无活性十肽ACEACE抑制肽指的是一类具有抑制肽指的是一类具有ACEACE抑制抑制活性的多肽物质，这些多肽的氨基活性的多肽物质，这些多肽的氨基酸序列和肽链长度各有不同，但都酸序列和肽链长度各有不同，但都具有类似的功能。具有类似的功能。 ACEACE抑制肽的食用蛋白质来源：抑制肽的食用蛋白质来源：乳类蛋白乳类蛋白粮食蛋白粮食蛋白肉类蛋白肉类蛋白 食品蛋白中分离食品蛋白中分离ACEACE抑制肽：抑制肽：热点热点降血压效果不及合成药物降血压效果不及合成药物对正常血压无影响对正常血压无影响安全性，天然来源安全性，天然来源4.3 4.3 运输微量元素的肽运输微量元素的肽 （矿质元素结合肽）（矿质元素结合肽）这类肽中心位置含有磷酸化的丝氨酸基团，这类肽中心位置含有磷酸化的丝氨酸基团，明显特征是带有明显特征是带有磷酸磷酸基团。基团。酪蛋白磷酸肽（酪蛋白磷酸肽（CPP）是目前研究最多的矿质元素结合肽是目前研究最多的矿质元素结合肽能与多种矿质元素结合形成可溶性磷酸盐能与多种矿质元素结合形成可溶性磷酸盐Fe2，Mn2，Cu2，Se2，Ca2 酪蛋白磷酸肽（酪蛋白磷酸肽（CPPCPP）25-3725-37个氨基酸残基的多肽个氨基酸残基的多肽具有丝氨酸的磷酸化结构具有丝氨酸的磷酸化结构在在pH pH 7-87-8下能够有效地与钙结合形成可溶下能够有效地与钙结合形成可溶性络合物性络合物酪蛋白磷酸肽的生理功能：酪蛋白磷酸肽的生理功能：1、促进成长时期儿童骨骼和牙齿的发育；2、预防和改善骨质疏松症；3、促进骨折患者的康复；4、预防和改善缺铁性贫血；5、抗龋齿。此类肽中心位置含有磷酸化的此类肽中心位置含有磷酸化的丝氨酸丝氨酸基团基团和和谷氨酰谷氨酰残基，与矿物元素结合的位点存残基，与矿物元素结合的位点存在于这些氨基酸带负电荷的侧链一侧，其在于这些氨基酸带负电荷的侧链一侧，其最明显的特征是含有最明显的特征是含有磷酸基团磷酸基团。 国内已有工业化生产国内已有工业化生产磷酸化大豆肽也可增强结合微量元素能力磷酸化大豆肽也可增强结合微量元素能力4.4 4.4 神经活性肽神经活性肽功能功能：调节调节情绪、呼吸、脉搏、体温情绪、呼吸、脉搏、体温 镇痛镇痛 4.4 4.4 神经活性肽神经活性肽包括类鸦片活性肽、内啡肽、脑啡肽包括类鸦片活性肽、内啡肽、脑啡肽与镇痛剂不同：可经过消化器官进入体内与镇痛剂不同：可经过消化器官进入体内 无任何副作用无任何副作用牛奶酪蛋白牛奶酪蛋白小麦谷蛋白小麦谷蛋白大米蛋白大米蛋白 神经活性肽的来源：神经活性肽的来源： 胃蛋白酶和嗜热菌蛋白酶酶解产物胃蛋白酶和嗜热菌蛋白酶酶解产物大豆肽降低胆固醇的作用机理在于它能大豆肽降低胆固醇的作用机理在于它能阻碍肠道内胆固醇的再吸收，并能促使阻碍肠道内胆固醇的再吸收，并能促使其排出体外。其排出体外。4.6 4.6 抗氧化活性肽抗氧化活性肽抗氧化肽可抑制体内由铁离子、血红蛋白、抗氧化肽可抑制体内由铁离子、血红蛋白、脂氧合酶和体外单线态氧催化的脂肪酸败脂氧合酶和体外单线态氧催化的脂肪酸败作用。作用。 人们最熟悉的是存在于动物肌肉中的一种人们最熟悉的是存在于动物肌肉中的一种天然二肽天然二肽肌肽肌肽( (carnosinecarnosine) )，来源于大来源于大豆和酪蛋白的肽也具有抗氧化作用。豆和酪蛋白的肽也具有抗氧化作用。 4.7 4.7 食品调味肽食品调味肽 啤酒、咖啡、奶酪中应用啤酒、咖啡、奶酪中应用 碱性二肽（鸟氨酸碱性二肽（鸟氨酸- -丙氨酸丙氨酸） 无糖食品、减肥食品、老年食品无糖食品、减肥食品、老年食品 二肽，甜味素，阿斯巴甜二肽，甜味素，阿斯巴甜 谷氨酸钠盐和天冬氨酸钠盐的二、三肽谷氨酸钠盐和天冬氨酸钠盐的二、三肽高血压病人食品，老年食品，高钠盐替代高血压病人食品，老年食品，高钠盐替代 鸟氨酰牛磺酸鸟氨酰牛磺酸- -氢氯化物氢氯化物 4.8 4.8 高高F F值寡肽值寡肽 F F值值(Fischer ratio)(Fischer ratio) : :在氨基酸混合物中，在氨基酸混合物中，支链氨基酸支链氨基酸( (缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸) )与与芳香族氨基酸芳香族氨基酸( (酪氨酸、苯丙氨酸酪氨酸、苯丙氨酸) )的含量摩的含量摩尔比值称为尔比值称为F F值值。 高高F F值寡肽值寡肽系一个由系一个由3 37 7个氨基酸个氨基酸残基所组成的混合小肽（或称寡肽）残基所组成的混合小肽（或称寡肽）体系，同时该肽的氨基酸组成要求是体系，同时该肽的氨基酸组成要求是支链氨基酸含量高、芳香族氨基酸含支链氨基酸含量高、芳香族氨基酸含量低的蛋白前体量低的蛋白前体因此高因此高F F值寡肽具有辅助治疗肝性疾病，值寡肽具有辅助治疗肝性疾病，改善手术后和卧床病人的蛋白质营养状改善手术后和卧床病人的蛋白质营养状况，抗疲劳等特殊功效。况，抗疲劳等特殊功效。 4.9 4.9 蛋白解酒肽蛋白解酒肽 玉米蛋白用特殊蛋白酶分解处理成小玉米蛋白用特殊蛋白酶分解处理成小片段的（玉米肽），这些玉米肽可使身体片段的（玉米肽），这些玉米肽可使身体吸收促进酒精代谢，可以大大减少暴饮引吸收促进酒精代谢，可以大大减少暴饮引起的急性酒精中毒的发生率起的急性酒精中毒的发生率4.10 4.10 谷胱甘肽谷胱甘肽谷胱甘肽特性及分布状况谷胱甘肽特性及分布状况谷胱甘肽可分为氧化型和还原型两大类，谷胱甘肽可分为氧化型和还原型两大类，在生物体中起重要作用是还原型谷胱甘在生物体中起重要作用是还原型谷胱甘肽。许多植物如蔬菜、豆类、谷物、薯肽。许多植物如蔬菜、豆类、谷物、薯类、菇类等也含有类、菇类等也含有GSHGSH，其中谷胚和糊其中谷胚和糊粉层就有此类三肽存在，大家所熟识的粉层就有此类三肽存在，大家所熟识的小麦胚芽中含有大量还原型谷胱甘肽，小麦胚芽中含有大量还原型谷胱甘肽，其量占总物量的其量占总物量的0.450.45。GSHGSH的制取方法有萃取法、发酵的制取方法有萃取法、发酵法、酶法和化学合成法。法、酶法和化学合成法。 谷胱甘肽的在食品中应用谷胱甘肽的在食品中应用 环肽环肽CHP CHP （Cycle HisCycle HisProPro）作为一种作为一种结构特殊的肽单列出是因为它表现的生物结构特殊的肽单列出是因为它表现的生物活性多种多样活性多种多样利用免疫化学法测出许多食物都有利用免疫化学法测出许多食物都有CHPCHP，如鸡蛋、面包、全脂奶、金枪鱼及干虾等如鸡蛋、面包、全脂奶、金枪鱼及干虾等。 存在与动物肌肉中的二肽：存在与动物肌肉中的二肽：肌肽肌肽作用：作用： 抑止体内血红蛋白、脂氧合酶等引起的脂肪酸败抑止体内血红蛋白、脂氧合酶等引起的脂肪酸败蘑菇、马铃薯、蜂蜜中分离鉴别的低分子量抗蘑菇、马铃薯、蜂蜜中分离鉴别的低分子量抗氧化肽，抑止多酚氧化酶活性并阻止醌的聚合氧化肽，抑止多酚氧化酶活性并阻止醌的聚合