生物活性多肽研究進展

趙　萱　付　榮　強海燕　楊春嚴　張敬偉

生物活性多肽研究進展

趙萱付榮強海燕楊春嚴張敬偉

（沈陽師范大學生命科學學院遼寧沈陽110034）

生物活性多肽種類眾多，功能各異，具有吸收快、效率高和無毒等優點，學者們不斷探索生物活性多肽在抗癌、降壓、美容等方面的功效。文章介紹了近年來生物活性多肽生物學功能及其提取純化方法方面的研究進展，為生物活性多肽的深度開發利用提供參考借鑒。

生物活性多肽；提取、純化

生物活性多肽是一類對生物體具備特別生理作用的肽類化合物。一般由20 個天然氨基酸經過不同的排列組合形成，其功能也由氨基酸的組成順序來決定。與蛋白質相比，生物活性多肽的分子量較低、構造相對簡單、抗原較弱、不良反應較低且易被人體所吸收，具有較強的生理活性，并且在生物的各種細胞中發揮著作用。隨著生物活性肽的抗菌、抗氧化、抗腫瘤、可免疫、調節神經信息傳遞、降血壓、降膽固醇、運輸微量元素等功能已被研究發現[1]，它在醫學、食物等鉆研范疇更具有廣泛的發展前景。

1 生物活性多肽的種類

生物活性多肽一般由20個天然氨基酸經過不同的排列組合形成，按照獲取的來源不同，可分為內源性生物活性多肽和外源性生物活性多肽兩大類。外源性生物活性多肽通常從動物食物中的蛋白質直接或者間接提取，內源性生物活性多肽則是由動植物體內提取的肽類激素，如腦垂體分泌的生長激素、胰腺分泌的胰島素等[2]。在提取生物活性多肽時又可根據原料來源分為海洋生物肽和陸地生物肽等。

2 生物活性多肽的功能

生物活性多肽具有抗菌、抗氧化、抗腫瘤、可免疫、調節神經信息傳遞、降血壓、降膽固醇、運輸微量元素等功能。針對其功能的不同，可分類命名為抗菌肽、抗氧化肽、抗腫瘤肽、免疫活性肽、神經活性肽、抗高血壓活性肽、降膽固醇肽、礦質元素結合肽等。廣義的抗菌肽是指能夠殺死或者抑制微生物生長的寡肽和多肽，當生物體在被病菌感染時，抗菌肽主要通過刺激巨噬細胞增殖、提高免疫力及防止病原微生物入侵來發揮抗菌作用?？咕牡膬烖c有其分子量小，抗菌譜廣,利于吸收，熱穩定性好等[3]。如最早發現的動物抗菌肽天蠶素，細菌產生的桿菌肽、乳鏈菌肽，都是殺菌作用很強的抗菌肽。抗氧化肽是具備革除自由基活性功能的一類多肽，能革除生物體內的自由基、較強的抑制體內脂質過氧化，從而保護機體組織細胞免受某些外界因素和自由基引起的損傷。研究發現，在加入等量酶的情況下，用7種蛋白酶水解魷魚蛋白，從而制備抗氧化活性肽，其中采用中性蛋白酶去水解，會得到活性最高的抗氧化肽[4]?？鼓[瘤肽能提高免疫應答、抑制腫瘤轉移、腫瘤新生血管生成及調控蛋白降解。1987 年日本學者 Odani在大豆種子提取物中首次發現并鑒定了一個由大豆 GM2S-1 基因編碼的含有43個氨基酸的抗腫瘤多肽[5]。免疫活性肽具備免疫功能并能加強巨噬細胞的吞噬能力，將人的乳蛋白進行酶解可獲得具有免疫活性的肽段，該肽段還可強化小鼠巨噬細胞的吞并能力。神經活性肽則是一類能夠與體內特異性受體結合，對神經信息傳遞進行調節的生物活性多肽,主要存在于牛奶、魚和谷物等蛋白水解物中。抗高血壓活性肽是可將原來的AngⅠ轉化為AngⅡ，同時降解激肽，使之失活，以此抑制了ACE的活性，從而抵抗高血壓的產生。降膽固醇肽能作用于腸道，阻礙其吸收膽固醇，并可以有效使其排出體外，現在的降膽固醇肽大部分來自大豆。礦質元素結合肽有個顯著特征，那就是一定都帶有磷酸基團。礦質元素結合肽有酪蛋白磷酸肽等。

3 生物活性多肽的提取

首先是利用適當的溶劑可以直接將具備一定生理學功能的天然活性肽浸提出來，該方法比較常見，提取出的生物活性多肽特異性強、活性高、具有較高的安全性。但此方法的提取率不高，提取成分復雜，目前僅限于提取一些特殊功效的多肽，例如，β-防御素、P-insulin等。酶解法則是利用特定的一種蛋白酶或復合酶通過選擇合適的酶解時間、酶含量和pH來水解蛋白從而提取到具有生物活性多肽的方法，使用不同的酶進行酶解會產生不同的氨基酸序列，因此，水解酶的選擇很重要。此外，化學合成法、基因重組法及發酵法也可以獲得不同類型的生物活性多肽?；瘜W合成法用于合成已知氨基酸序列的多肽，通過設計模板重組高效合成多肽?；蛑亟M法是指將目的基因導入目標細胞，提取純化目標基因表達的多肽產物[5]。發酵法通過利用微生物代謝產生的次級代謝產物及特殊的蛋白酶類對大分子蛋白質進行水解，產生一些小分子多肽類產物再通過分離純化得到多肽。

4 生物活性多肽的純化

生物活性多肽的純化技術眾多，其中包括超濾技術、反向高效液相色譜技術、離子交換色譜技術、凝膠過濾色譜技術、電泳法和鹽析法等。超濾技術是使用超濾膜純化分離水溶性蛋白的一種技術[5]，具有操作簡單、耗時短等優點。反向高效液相色譜技術可以根據多肽分子疏水性的差異在兩相中分離不同的多肽。樣品中的混合物在通過固定相顆粒的空隙時，會因為疏水作用或極性相互作用而吸附在固定相中，從而達到分離多肽的目的。這種方法不僅可以用來純化，還可以進行克量肽的制備。離子交換色譜技術應用多肽所帶電荷和數量的不同，與固定相的交換能力也不同的原理，來達到分離目的,這種技術在純化青養蛋白抗氧化肽等方面具有很好的應用。凝膠過濾色譜技術利用多孔凝膠作為固定相，使直徑小于凝膠空隙的物質通過，通常用來篩選出分子大小不同的大豆生物活性多肽等。研究者利用電泳法，根據多肽所帶電荷的形狀和大小的不同分離純化了蛹蟲草子實體多肽[5]。另外還可以利用鹽析法通過增加鹽的含量來降低多肽的溶解度，純化處理鹿茸多肽等。

5 問題展望

生物活性多肽研究領域迅速發展，并不斷應用于食品及臨床藥物中。例如，抗菌活性肽具有強效廣譜的抗菌能力，因此生物活性肽被用作抗菌藥物的設計原料；在農業上，用基因工程的手段將抗病活性肽導入植物體內，可提高其抗病性，或以飼料添加劑的形式增強動物抗病能力。然而隨著現代科學技術的進步，人們對食品和藥品等的要求不滿足于現狀，變得越來越高，無毒害、純天然、效果好的食品或藥品更受人們的歡迎，而生物活性多肽的產品就具有這樣的特點，因此研究者不斷提高獲得生物活性多肽的手段，迎合市場需求。一些研究新手段、新想法的應用,使得不斷有新的生物活性多肽被發現并可以食品及臨床藥物中。雖然生物技術一直是國家重點關注和開發的領域，但是天然活性多肽藥物開發仍面對很多技術難題，例如，如何提高提取質量、保證純度、簡化提取純化過程等，都是亟須研究解決的技術問題；此外，不同的材料提取出來的生物活性多肽會有不同的功能，其生物學功能還有待深化鉆研，深度開發。

[1]梅斯杰,王笑穎.多肽的功能及結構的研究進展[J].食品安全導刊,2016(24):143-146.

[2]蘇秀蘭.生物活性肽的研究進展[J].內蒙古醫學院學報,2006(5):471-474.

[3]李燕,王嘉榕,孫紅賓.抗菌肽的制備和抗菌機制研究進展[J].生物醫學工程學雜志,2015,32(2):465-469.

[4]Odani S,Koide T,Ono T. Amino acid sequence of a soybean (Glycine max) seed polypeptide having a poly(L-aspartic acid) structure.[J]. Pubmed,1987,262(22):66.

[5]黨儀安,王文亮,弓志青,等.食用菌生物活性肽制備及功能活性研究進展[J].食品工業,2019,40(8):228-231.

TQ28

A

2095-1205(2020)03-29-02

10.3969/j.issn.2095-1205.2020.03.17