生物活性肽的制備方法及其功能

沈陽師范大學(xué)化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院 殷雪婷

生物活性肽的制備方法及其功能

沈陽師范大學(xué)化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院 殷雪婷

一、生物活性肽的制備方法

1．化學(xué)合成法制備活性肽。美國化學(xué)家于1963年創(chuàng)建了經(jīng)典的固相多肽合成法并因此獲得1984年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。該法主要是將帶有氨基保護(hù)基的氨基酸的羧基端固定到不溶性樹脂上，脫去該氨基酸上的氨基保護(hù)基，同下一個(gè)氨基酸的活化羧基形成酯鍵，從而延伸肽鏈形成多肽。多肽固相合成法經(jīng)過不斷的改進(jìn)和完善，已經(jīng)廣泛用于多肽和蛋白質(zhì)的研究領(lǐng)域，尤其是短肽的合成。

2．酶法制備活性肽。酶法制備生物活性肽是指利用蛋白酶直接水解蛋白質(zhì)，分離純化得到生物活性肽的過程。利用蛋白酶制備生物活性肽可以使多肽產(chǎn)品具有良好的溶解性、耐酸和耐熱穩(wěn)定性及較高的速溶性等優(yōu)點(diǎn)。然而各種蛋白質(zhì)的酶解過程中會(huì)產(chǎn)生苦味肽，影響了生物活性肽的實(shí)際應(yīng)用。研究表明，蛋白質(zhì)水解產(chǎn)品中的苦味主要是由于酶解的過程使芳香側(cè)鏈或長鏈烷基側(cè)鏈的疏水性氨基酸殘基暴露的結(jié)果。如在大豆多肽的制備過程中發(fā)現(xiàn)，采用單一的酶水解大豆蛋白時(shí)，除了梨形毛霉蛋白酶水解物無苦味外，其他酶的水解物都有不同程度的苦味。目前解決苦味的方法有：利用藥用炭、硅藻土作為吸附劑分離脫苦；利用外切酶切除苦味肽；利用乙醇、丙醇和丁醇等進(jìn)行醇提；利用β-環(huán)糊精、多磷酸鹽和明膠等對(duì)低分子苦味肽進(jìn)行絡(luò)合處理。然而上述方法再生困難，多肽和氨基酸損失較多，工序較為煩瑣且成本較高。

3．微生物發(fā)酵法制備活性肽。微生物法制備生物活性肽是指通過利用蛋白酶產(chǎn)生菌產(chǎn)酶水解蛋白，分離純化得到生物活性肽的過程，其較酶法而言減少了蛋白酶的純化和制備過程。微生物法作為一種新的制備生物活性肽的方法，有其良好的優(yōu)越性：微生物蛋白酶來源廣、酶產(chǎn)量高、生長周期短、生產(chǎn)成本低。與此同時(shí)，利用微生物法可以直接生產(chǎn)脫苦的活性肽，這樣可以使蛋白的水解以及多肽的脫苦同步進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)一步法制備多肽，大大降低了成本；利用發(fā)酵法制備多肽，水解度為25%～30%，多肽得率為75%；與酶解法相比，得率提高10%～20%，成本僅為酶解法的50%～60%。微生物不僅可以直接發(fā)酵制備生物活性肽，而且可以提供廉價(jià)的商品酶，為生物活性肽的制備創(chuàng)造了良好的條件。但微生物發(fā)酵法存在安全問題，目前用于食品開發(fā)的蛋白酶生產(chǎn)源是有限的，主要有米曲霉、黑曲霉、枯草芽孢桿菌等，很多優(yōu)良的產(chǎn)酶菌株被證明是有毒或是有害的。

4．活性肽制備的其他方法。隨著生物活性肽研究的不斷進(jìn)行，有學(xué)者選擇用酸堿來降解蛋白質(zhì)。雖然酸堿法制備生物活性肽工藝簡(jiǎn)單，但是具有氨基酸受損嚴(yán)重、水解程度難以控制、副產(chǎn)物較多、影響肽的結(jié)構(gòu)及功能等缺點(diǎn)，故而限制了該方法的廣泛應(yīng)用。分子生物學(xué)及相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，基因重組的方法也在生物活性肽的制備中有所運(yùn)用，但該方法還不夠完善，例如會(huì)出現(xiàn)翻譯后難以修飾，易形成包涵體等不恰當(dāng)?shù)恼郫B構(gòu)型等不利情況。

二、部分常見生物活性肽及其功能

1．大豆肽。大豆肽是大豆蛋白經(jīng)蛋白酶水解后，利用分離、脫色、脫臭等工藝精制而成的低分子肽（分子量<1000u），其氨基酸組成幾乎與大豆蛋白完全一樣。研究發(fā)現(xiàn)，大豆肽能夠有效預(yù)防“負(fù)氮平衡”所引起的不良反應(yīng)，增加肌紅蛋白的合成，緩解機(jī)體的缺氧癥狀，達(dá)到抗疲勞的效果以及增強(qiáng)機(jī)體免疫功能。同時(shí)，大豆肽能夠有效抑制血管緊張素轉(zhuǎn)換酶（ACE）的活性，對(duì)于因ACE引起的人體血壓升高具有一定的控制作用

2．谷胱甘肽。谷胱甘肽（Glutathion，GSH）是一種具有重要生理功能的活性三肽，由谷氨酸、半胱氨酸及甘氨酸組成。GSH廣泛存在于動(dòng)、植物組織中，以酵母、谷物種子胚芽和動(dòng)物肝臟中含量最高。近年來的研究發(fā)現(xiàn)，GSH具有清除自由基、抗氧化、解毒、機(jī)體免疫、物質(zhì)運(yùn)輸?shù)戎匾砉δ堋?/p>

3．白蛋白肽。白蛋白肽（Albumin polypeptide，AP）是將卵清蛋白通過定向酶切制成的小分子多肽，其氨基酸序列與人體血清蛋白極為相似，生物利用率高，主要生理功能表現(xiàn)在調(diào)節(jié)人體免疫功能，增強(qiáng)免疫?？梢种艫CE，起到降血壓和保護(hù)腎臟的功能。捕獲自由基，抗氧化、防衰老，調(diào)節(jié)胃腸道功能等。

4．魚肉肽。魚肉肽是指魚類蛋白經(jīng)蛋白酶水解所制得的一系列肽，其較蛋白質(zhì)更容易吸收，而且具有多種生理功能。如由鰱魚制備的抗氧化肽具有較強(qiáng)的抗氧化活性，可以作為食品添加劑防止食品氧化變質(zhì)。而鳙魚酶解所制得的生物活性肽則表現(xiàn)出抗氧化、促進(jìn)鈣質(zhì)吸收、增強(qiáng)免疫力等生理功效。

5．其他活性肽。多肽來源廣泛，通常還包括玉米肽、小麥肽、各種乳源肽等，并表現(xiàn)出各自的特殊生理功能。如玉米肽水溶性高，易被機(jī)體吸收，具有降血壓、降血脂、抗疲勞、改善肝臟功能、促進(jìn)體力恢復(fù)的作用。低聚合度的小麥肽主要包括降血壓肽、鎮(zhèn)痛多肽、阿片樣活性肽和抗菌肽等，具有調(diào)節(jié)機(jī)體功能，提高免疫，保持健康等生理功能。乳源肽主要為乳中蛋白質(zhì)的水解產(chǎn)物，通過采用不同水解方式分離得到多種乳源肽，其在消化系統(tǒng)、心血管、免疫系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的功能。