海洋生物水解活性多肽研究進展

摘 要：海洋生物資源為我們提供了充足的蛋白質資源，并且其氨基酸組成與蛋白質功能都與陸地生物存在很大差別，如何充分利用海洋生物蛋白，將是我們今后長期面臨的問題。通過酶工程方法水解海洋生物蛋白，制備生物功能活性多肽，將有利于提高海產品的使用價值，提高人民的生活水平。本文簡要綜述了近年來利用酶水解海產品的情況及研究進展。

關鍵詞：海洋生物蛋白；生物功能活性多肽；酶水解

1前言

21世紀是海洋的世紀，隨著人們對醫藥健康要求的不斷提高，人們逐漸把目光投向具有巨大生物資源的寶庫——海洋。自從1902年，倫敦醫學院的Bayliss和Starling第一次發現活性多肽物質——促胰液素（secretin）以來，人們發現了數萬種的生物活性多肽，其中有近百種多肽已經作為藥物進行生產。

海洋豐富的生物資源為多肽的制備提供了充足的物種資源與蛋白質資源，海洋中的復雜環境造就了比陸地上更多功能差異的氨基酸組成與氨基酸序列，為制備各種生物活性多肽提供了多種選擇性，因此海洋生物多肽作為海洋生物活性物質的一種，已經廣泛地受到研究者的關注。本篇文章主要介紹了幾種多肽制備的常用海洋生物及其多肽的生物功能，隨著研究的深入，我們將發掘出更多的海洋生物應用于多肽的生產制備。

2牡蠣水解多肽

牡蠣是世界上第一大養殖貝類，同時牡蠣也是我國四大養殖貝類之一。但是隨著近幾年牡蠣產量的增加，牡蠣價格呈下降的趨勢，這不僅使漁民的積極性下降，也最終導致了牡蠣產量的下降。在美國、日本等國家已有多種牡蠣多肽產品投放市場，研制生產出了膠囊型、片劑型及液體型的功能食品、療效品，產品形式有單一成分產品、配方產品、添加劑型產品。但是在我國牡蠣功能多肽的研究還是比較落后的，所以牡蠣多肽的開發研究是目前我們急待解決的問題。牡蠣多肽的功能主要有如下幾點：

2.1降血壓功能

于婭等人通過酶法水解牡蠣，并通過凝膠層析柱分離出不同組分的牡蠣水解多肽，發現相對分子質量較大和較小部分的ACE抑制活性偏低，只有相對分子質量在一定范圍內的短肽，對ACE具有較好的抑制作用，質量濃度為0.4mg/mL的牡蠣功能短肽對ACE抑制率為51.4%。

2.2抗腫瘤作用

梁盈等人從牡蠣體內分離提取出的牡蠣低分子活性多肽能有效改變人肺腺癌細胞的惡性形態與超微結構特征，從而對肺癌細胞具有一定的誘導分化作用。

黃大川等人從牡蠣水解物中分離出小分子多肽，發現經0.1 mg/mL牡蠣多肽處理的人肺腺癌A549細胞，細胞生長抑制率達62.2%。細胞分裂指數下降28.95%，光鏡觀察顯示經牡蠣低分子活性物質處理的細胞形態發生明顯的改變。

李鵬等人分離提取的牡蠣活性肽能有效抑制人胃腺癌BGC-823細胞增殖活動，使細胞分裂指數下降。光鏡觀察顯示經處理后的BGC-823細胞失去原有的惡性表型。

2.3抗氧化作用

汪秋寬等人利用木瓜蛋白酶和中性蛋白酶對牡蠣進行酶解，并用葡聚糖凝膠柱層析從酶解液中分離得到抗氧化肽組，抗氧化活性最強的木瓜蛋白酶與中性蛋白酶組合酶解的肽組分在質量濃度為2.5mg/mL 時，抗氧化活性分別可達到83.6%和80.8%。

3扇貝水解多肽

扇貝多肽（polypeptides from Chlamy farreri，PCF）是從海洋生物櫛孔扇貝（Chlamys farreri）中提取，并經酶工程處理而得到的水溶性多肽。國內外的研究人員對其研究表明，PCF有多種活性功能。

3.1抗輻射作用

李金蓮研究表明 PCF 可抑制 UVA 誘導的 HaCaT細胞凋亡，其作用機制與抑制 p38 MAPK通路和caspase-3活性有關。

閻春玲等人研究發現PCF能顯著提高小鼠胸腺淋巴細胞的活性；抑制紫外線輻射所致淋巴細胞的損傷，顯著提高細胞漿中氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）的活性，降低活性氧（ROS），丙二醛（MDA）含量，提高細胞抗超氧陰離子能力（A-SAC）及總抗氧化能力（T-AOC）；穩定線粒體的膜電位；表明扇貝多肽對紫外線輻射損傷的小鼠胸腺淋巴細胞具有保護作用。

3.2促進骨髓基質細胞的增殖

鐘海虹等人研究表明PCF可明顯地促進骨髓基質細胞（BMSCs）的增殖，達到促進神經細胞損傷的修復效果，其主要作用可能是通過調節酪氨酸激酶達到這種效果的。

3.3提高免疫力

張彩梅等人研究發現PCF腹腔注射能夠明顯提高小鼠NK細胞殺傷活性，增強腹腔巨噬細胞吞噬功能（P<0.05）。PCF腹腔注射對地塞米松（DEX）所致的免疫低下小鼠的非特異性免疫功能具有明顯的保護作用。

姚如永等人研究表明PCF可提高機體免疫能力，抑制60Co輻射誘導小鼠胸腺、脾臟組織的損傷，其機理與扇貝多肽提高組織中T-AOC、SOD、GSH-px活性，抑制脂質過氧化有關。

3.4抗神經元細胞凋亡作用

青島大學醫學院的沈若武通過扇貝多肽干預大鼠腦缺血后缺血半影區凋亡抑制基因Bcl-2和凋亡誘導基因Bax的表達實驗，發現扇貝多肽促進Bcl-2基因的表達，抑制Bax基因的表達，證實扇貝多肽具有抗氧化作用和對抗局部缺血神經元細胞凋亡有抑制作用。

4其它海洋生物水解多肽

2006年，姚如永等人從泥蚶水解物中分離出的泥蚶功能多肽對腫瘤細胞株A549和 Ketr-3細胞的增殖及細胞蛋白質合成具有明顯的抑制作用。泥蚶多肽在 100～400mg/kg 內，對小鼠腫瘤S180和H22的抑制率分別達到 29.35%～55.43%和 26.87%～44.12%，明顯延長了EAC小鼠的生存時間。

2000年，Rozenn Ravallec-Plé等人利用商品酶Alcalase（Novo Nordisk，Nanterre，France）對鱈魚肉進行水解，得到高品質的魚蛋白水解物（FPHs），水解產物中含有細胞生長因子、促分泌素（胃泌素和縮膽囊素）等。

2001年，Rozenn Ravallec-Plé等人利用同一種酶Alcalasec對加工沙丁魚的廢棄物進行水解，得到了多種生物活性多肽：胃泌素、降鈣素基因相關肽（CGRP）、細胞生長因子等。

此外，利用現代酶工程技術從海洋生物中分離出多種降血壓肽，如表1。

5結論與展望

海洋占地球面積的70%，含有豐富的生物物種，現今大概含有20多萬種生物，據估計，全球海洋浮游生物的年生產量（鮮重）為5000億噸，在不破壞生態平衡的情況下，每年可向人類提供300億人口食用的水產品，這是一座極其誘人的人類未來食品庫。

海洋生物由于與陸地上的生活環境有著很大的差別，所以海洋生物與陸地生物無論是氨基酸組成還是蛋白質結構功能都有很大的不同。但是怎樣充分利用海洋資源已成為我們現在越來越關注的問題，同時也是一個很艱巨的難題。

現在天然活性多肽的研究主要集中在鱟、海綿、芋螺、海葵、海藻等少數幾種海洋生物中。但是這些天然存在的多肽在這些生物體內含量很低，而且提取困難，難以實現大量生產供給，化學人工合成多肽成本昂貴，所以盡管大量的活性多肽已經從海洋生物中分離得到，但其中僅有一少部分可以作為產品進行開發進入市場。

現在我國對多數海產品除直接食用外，多是通過簡單加工進入食品市場，產品附加值低，海產品內在價值沒有被充分有效的利用。如果我們能從產量很高的海產品中，例如牡蠣等養殖貝類，通過酶解等生物手段，從中再分離出一些活性多肽，這將是充分利用海洋蛋白類產品的一條捷徑，將更充分有效的利用海產品本身的價值，提高多種高產量海產品的附加值，進一步提高我國海產品的產量。相信隨著生物工程技術的發展，更多的海洋功能多肽產品將出現在人們生活中，為人類生命健康做出更大的貢獻。