軒貴平+李天平+李云貴
前言多肽具有調節機體生理功能和為機體提供營養的雙重功效,它幾乎影響著人體的一切代謝合成。一種肽含有的氨基酸少于10個稱為寡肽,超過的就稱為多肽。1902年,倫敦大學醫學院的兩位生理學家Bayliss和Starling在動物胃腸里發現了胰泌素[1]。這是人類第一次發現的多肽物質。1965年我國科學家完成了世界上第一次人工合成多肽———牛結晶胰島素。腦啡肽及阿片樣肽相繼發現使神經肽的研究進入高潮,開啟了多肽研究的新時代。
1.多肽的生理功能多肽表面有一層保護膜,使它免受人體消化系統的破壞,得以完整的形式直接進入小腸,直接被小腸通過主動轉運吸收,并轉運至循環系統,發揮其作用。肽涉及人體激素、神經、細胞生長和生殖各領域,其重要性在于調節體內各個系統和細胞的生理功能,激活體內有關酶系,促進中間代謝膜的通透性,或通過控制DNA轉錄或影響特異的蛋白合成,最終產生特定的生理效應。肽可以合成細胞,并調節細胞的功能活動。它可全面調節人體生理功能,增強和發揮人體生理活性。
2.生物多肽的用途隨著經濟的快速發展和生活條件的改善,人們對于大分子蛋白質和氨基酸的攝入比較充足,而比這些更高級的功能營養、活性營養即小分子多肽卻相當缺乏。科學實驗證明肽類物質具有改善心腦血管疾病和腫瘤的功能[2],當下人們靠自身合成肽來調節身體的生理功能已不能滿足身體所需,必須靠體外補充人工合成多肽來,以此促進人體生理功能的發揮。人們對多肽的研究不斷深入的同時,也將多肽應用于食品、藥品、化妝品當中。
2.1食品上的作用美國、歐洲、日本等發達國家已經推出各種各樣的功能食品和食品添加劑。如大豆多肽能預防便秘;豌豆肽能抵抗牛奶變態反應;玉米肽促進脂肪代謝,抑制酒精中毒和恢復疲勞;苦瓜肽能降血糖;膠原多肽能抑制皮膚老化及各種損傷;從小牛肝臟提出的多肽能清除人體內的自由基。目前應用于食品中的多肽大多數為天然蛋白質的分離提取物,它們大多具有良好的營養價值,又有一定的生物學功能,而且添加成本低,無毒無副作用。又如卵清蛋白中提取的白蛋白多肽;酪蛋白中提取的促鈣吸收肽;豆蛋白中提取的降脂肽等[3]。種種的因素說明功能肽類食物的需求在不斷增加,有著不錯的前景。
2.2藥品上的作用現代藥物在20世紀是小分子化合物的時代,這類藥物一直是市場的統治者[4,5]。幾十年前,第一個多肽藥物胰島素被用于治療糖尿病,第一個化學合成的多肽藥物催產素被用于催產。自那以來,多肽藥物從無到有,發展到今日,成為一個不可缺的重要領域。隨著多肽藥物的深入研究,多肽藥物也不斷地應用到許多疾病上。如抗腫瘤多肽,它能在體內顯著抑制腺癌的生長,包括肺、胃及在大腸腺癌;多肽導向藥物,將能和腫瘤細胞特異結合的多肽月這些活性因子進行融合,則能將這些活性因子特異性地集中在腫瘤部位,使毒素、細胞因子的使用濃度大大的降低,副作用也隨之降低;疫苗多肽,1999年美國NIH公布兩種HIV-I病毒多肽疫苗,對人體進行的I期臨床試驗結果,證實兩種多肽能刺激機體產生特異性抗體和特異性細胞免疫,并有較好的安全性。我國清華大學也證實HIV-I膜蛋白內一段多肽有很強的免疫原性,丙肝病毒多肽疫苗也顯示有良好的發展前景,國外學者從丙肝病毒外膜蛋白E2內篩選出一段多肽,它可刺激機體產生保護性抗體。這些都說明多肽藥物越來越受人們的重視。
2.3化妝品上的作用在化妝品配方中,最多應用的是兩種天然活性肽:肌肽和谷胱甘肽,在防曬、抗皺和美白護膚品中使用有著不錯的效果。肌肽添加到化妝品中,可以減緩肌膚的衰老和美白。它能阻止人體纖維原細胞的生長,修復老化的人體細胞,是一種天然的抗衰老、抗氧化劑;谷胱甘肽,它能結合代謝中的自由基及過氧化物,還可以防止線粒體的脂質過氧化,抑制黑色素的生成,防止皮膚老化、減少色素沉著和改善皮膚抗氧化能力。總之,肽類在皮膚護理方面前途也是十分廣闊的。
展望WHO(世界衛生組織)在新千年到來之前呼吁:“21世紀人類最大的疾病是生活方式的疾病。”人工合成多肽類產品的報道非常少,大部分都是基于某一步或某一類反應(如五勝肽-3的合成),而市場需求在逐年增加,所以多肽類產品的研發生產極具潛力,有著巨大的經濟和社會效益。深圳、廣州、上海等地是國內多肽類研發生產的集中地,有些公司已經成功推出了類似產品。隨著多肽在化妝品、醫藥、食品行業的廣泛應用,一般的提取、發酵等方法已經很難滿足市場需求,以化學合成的方法來大量獲取,已經迫在眉睫。相信在不遠的將來,各種簡單、方便、高效、經濟的多肽合成方法會不斷涌現。總體而言,來自動物組織提取的多肽藥物將逐步被淘汰,化學合成和基因重組表達將在很長一段時間內成為互為補充的多肽藥物生產方式。
基金衡陽市科學技術發展計劃項目(2016KJ23)
【參考文獻】
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[4]Craik DJ, Fairlie DP, Liras S, et al. The future of peptide-based drugs[J]. Chem Biol Drug Des, 2013, 81(1): 136-147.
[5]Newman DJ, Cragg GM. Natural products as sources of new drugs over the 30 years from 1981 to 2010 [J]. J Nat Prod, 2012,75(3): 311-335.endprint