生物活性低聚肽生理功能的研究進展

胡佳妮 李勇

摘 要：相比多肽，低聚肽具有優(yōu)異的吸收機制與生物活性，本文主要從生物活性低聚肽生理功能的角度綜述生物活性低聚肽的研究進展，并對生物活性低聚肽的研究前景進行了展望。

關鍵詞：生物活性低聚肽;生理功能;前景展望

近年來，肽類成分對于人體健康狀況的影響受到越來越多的關注。研究發(fā)現(xiàn)，生物活性低聚肽在生物體內具有抗氧化、抗衰老等多種健康功能^[1]。目前活性多肽類主要集中在藥物、檢測以及食品領域的應用，對于活性低聚肽而言，在營養(yǎng)治療、保健領域則具有更廣闊的應用前景。

1 活性低聚肽的生理功能

1.1 調節(jié)免疫

許多生物活性肽，如抗菌肽、干擾素和白細胞介素，可以激活和調節(jié)免疫反應，通過增加人外周淋巴細胞的增殖，從而發(fā)揮抗菌作用。免疫增強的表現(xiàn)主要包括細胞免疫、體液免疫、單核巨噬細胞功能和NK細胞活性的增強。據(jù)報道，有幾種生物活性肽能調節(jié)免疫功能并且也能作為抗菌劑起作用，它們的肽鏈通常很短（3～20個氨基酸殘基），具有疏水性和陽離子性。這些免疫調節(jié)肽的作用是相對非特異性的，其作用的確切機制及其在體內的代謝機制尚不清楚。He LX^[2]等已證實，人參低聚肽（GOPs）可顯著增強ConA誘導的小鼠脾淋巴細胞增殖，延遲過敏反應，抗體產(chǎn)生細胞數(shù)、小鼠的碳清除指數(shù)、巨噬細胞吞噬率、NK細胞活性增強效果等數(shù)據(jù)均優(yōu)于空白對照組及乳清蛋白組;因此，GOPs可以通過增強細胞免疫、體液免疫、單核-巨噬細胞吞噬能力和NK細胞活性來提高免疫功能。楊睿悅等^[3]對海洋低聚肽（MCPs）的研究發(fā)現(xiàn)，MCPs具有增強小鼠免疫功能的作用，其機制可能是通過增強Th細胞功能以及刺激細胞因子分泌而實現(xiàn)。此外，該團隊評價了海參肽免疫調節(jié)作用，海參肽是用蛋白酶水解新鮮海參，分離純化得到的蛋白質水解產(chǎn)物，通常它由3～10個氨基酸組成，90%以上的分子質量低于2 000 Da，且通過實驗證實了海參肽具有提高免疫的作用，這些作用可能源于Th細胞、細胞因子的激活和抗體的產(chǎn)生^[4]。除此之外，國內外研究發(fā)現(xiàn)，水解乳清蛋白得到的活性肽相對分子量主要分布在300～1 400 Da，并且絕大部分集中在1 000 Da以下，多為小分子低聚肽^[5-6]?，F(xiàn)有研究顯示，乳清蛋白水解得到的小肽具有顯著的免疫調節(jié)作用^[7]。

1.2 抗氧化活性

生物活性低聚肽的抗氧化活性到了學術界的高度關注，其中包括肌肽、谷胱甘肽（GSH）、大豆蛋白酶解物等。肌肽是典型的抗氧化性低聚肽，可在多種體系中起抗氧化作用。GSH因含有一個易被氧化脫氧的巰基，也具有較強的抗氧化性和清除自由基作用。短肽段具有更強的清除羥基的能力，高水解度的肽類具有更強的清除羥自由基能力，即清除羥自由基能力隨著水解度的增加而不斷增強^[8]。

已有研究證明，通過酶解技術從大豆和花生蛋白中可提取出具有抗氧化活性的肽類。高純度大豆低聚肽和花生低聚肽是一種以二肽和三肽為主要成分的混和物，李丹等^[9]研究發(fā)現(xiàn)，兩者皆有抗氧化作用，花生低聚肽的硫氨基酸含量高于大豆低聚肽，大豆低聚肽清除DPPH能力和還原力高于花生低聚肽。鄧成萍等^[10]通過對不同分子量大豆肽功能特性的研究，發(fā)現(xiàn)其中抗氧化活性肽主要集中在分子量<5 000 Da的短肽中。任金威等^[11]研究GOPs對大鼠氧化損傷的保護作用，GOPs劑量組大鼠血清8-表氫氧異前列腺素水平顯著降低、血清和肝臟丙二醛水平顯著降低、蛋白質羰基（水平顯著降低、血清與肝臟超氧化物歧化酶水平明顯升高、肝臟谷胱甘肽過氧化物酶水平有所上升，血清GSH水平顯著增高，說明GOPs抑制丙二醛（MDA）生成，減少細胞損傷，保護蛋白質免受氧化損傷，同時通過提高超氧化物歧化酶（SOD）和谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）的水平來減少自由基的氧化，起到保護細胞膜的作用，而且GOPs可以通過提高GSH水平來保護抗氧化酶活性，降低體內氧化應激水平。簡而言之，GOPs可以增強身體的抗氧化能力，有潛力成為一種新的抗氧化劑制劑。此外，取材于海洋生物的海洋膠原肽也具有較強的抗氧化作用，海洋膠原肽是一種小分子寡肽混合物（分子量200～1 000），主要由深海魚類的魚皮或魚鱗制成。Jun等^[12]發(fā)現(xiàn)，通過分離金槍魚的水解產(chǎn)物可獲取不同種類的抗氧化活性肽，且這些肽的生理活性與分子量的分布存在關聯(lián)，不同分子量的抗氧化肽抗氧化性能程度有所不同。研究發(fā)現(xiàn)，MCPs對D-半乳糖亞急性衰老模型大鼠有抗氧化保護作用，不同劑量的MCPs可以增強SOD活性、過氧化氫酶（CAT）活性，降低MDA含量，其抗氧化活性相當于維生素E^[13]。有研究對高脂大鼠進行了不同劑量的MCPs干預后，證實了MCPs能降低高脂大鼠的氧化應激反應^[14]。

1.3 延緩衰老

活性低聚肽分子量小，結構緊密，能最大程度上有效地捕獲和清除體內過量的氧自由基和有害物質，抑制自由基的過氧化物作用，使細胞功能修復，保持機體活力，減少色素沉著的發(fā)生，阻止并推遲老年斑的出現(xiàn)，此外，活性肽還能通過增強機體免疫力，延緩細胞衰老。Pei X等^[15]證實了MCPs對老年學習記憶的改善作用，通過分別選用20月齡雌性C57BL/6J小鼠，6月齡SAMP8小鼠為模型以不同劑量的MCPs進行干預，結果表明，MCPs能顯著性增強老齡小鼠的空間學習記憶能力以及被動回避能力。另有研究證明，MCPs能通過其抗氧化特性，促進腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子（BDNF）的有效表達等作用機制，預防因衰老所導致學習記憶能力下降^[16]。王軍琦^[17]采用不同濃度海參低聚肽飼養(yǎng)家蠶至死亡，探究其對家蠶的抗衰老作用，結果發(fā)現(xiàn)海參低聚肽在不干涉家蠶的生長規(guī)律的前提下，可以延緩幼蟲的生長并延緩衰老，對于成蟲而言，只有更高濃度的海參低聚肽才能發(fā)揮同等效果的抗衰老作用。

1.4 護肝作用

生物活性低聚肽具有護肝的作用。Zhang F^[18]等研究玉米低聚肽（COPs）對大鼠早期酒精性肝損傷的影響，發(fā)現(xiàn)COPs可以阻止血清氨基轉移酶的升高，并減輕酒精誘導的肝臟組織學損傷，COPs還可以抵消血清中SOD活性和MDA含量的變化、改善脂質代謝異常，可得出COPs對大鼠早期酒精性肝損傷具有顯著性保護作用的結論。劉雪姣等^[19]在離體細胞水平上研究COPs預防酒精損傷的作用及機理，發(fā)現(xiàn)了COPs可以通過促進肝卵圓細胞增殖與對抗細胞損傷兩方面保護肝干細胞，COPs可以通過上調酒精誘導的抗凋亡蛋白bcl-2的低表達，下調促凋亡蛋白Bax的高表達，減輕肝細胞的氧化應激，降低caspase3的活性，具備對小鼠酒精性肝損傷的保護作用。除此之外，有研究發(fā)現(xiàn)綠側花?？央暮臀母蚬央亩寄茱@著降低CCl4對小鼠肝細胞的造成的損傷，對CCl4誘導的小鼠急性肝損傷模型具有明顯護肝作用^[20-21]。

1.5 調節(jié)血脂

血脂異常也稱脂代謝紊亂，是指由于異常的脂肪代謝或運轉使膽固醇（TC）甘油三酯（TG）和（或）低密度脂蛋白膽固醇（LDL-C）過高和（或）高密度脂蛋白膽固醇（HDL-C）過低而引發(fā)的一種病癥^[22]。有試驗對GOPs干預高脂血癥模型大鼠是否具有降脂作用進行了探究，結果表明，GOPs雖尚未顯示出輔助降血脂的作用，但在經(jīng)GOPs干預的高脂模型大鼠的血清中NO和NOS的水平有所升高，證明GOPs可通過該機制發(fā)揮保護大鼠血管內皮細胞功能的作用，并通過降低大鼠血清肝臟中MDA的含量與增強SOD和GSH-PX的活性，使其具有抗動脈粥樣硬化的作用^[23]。Navab M等^[24]發(fā)現(xiàn)，包含4個氨基酸殘基的短肽Lys-Arg-Glu-Ser和Phe-Arg-Glu-Leu具有擬載脂蛋白活性，能影響低密度脂蛋白（LDL）代謝，口服這些短肽可以降低小鼠體內脂質過氧化物含量，增加血漿高密度脂蛋白膽固醇（HDL-C），并降低ApoE敲除小鼠發(fā)生動脈粥樣硬化的風險。Malinin V等^[25]研究 Lys-Glu-Trp-NH2短肽對代謝紊亂模型大鼠脂質和碳水化合物代謝的影響，結果顯示，該肽能通過降低脂質過氧化物含量，改善抗氧化系統(tǒng)的狀態(tài)，并使高密度脂蛋白（HDL）水平正?；?，對代謝紊亂大鼠具有明顯降血脂作用。

1.6 調節(jié)血糖

研究表明，生物活性低聚肽能降低血糖，對糖尿病具有改善作用。有研究發(fā)現(xiàn)MCPs可通過抗氧化作用，改善高脂飼料喂養(yǎng)的大鼠體內脂質代謝紊亂，降低胰島細胞損傷，提高胰島素的生物學活性以改善糖代謝異常，對空腹血糖和口服糖耐量有一定改善作用^[26]。另有實驗證明，經(jīng)海洋骨膠原肽干預的去卵巢大鼠胰腺細胞凋亡情況在很大程度上得以改善，減輕了大鼠的胰腺組織的炎癥變化，并抑制組織發(fā)生變性壞死性改變，這可能是海洋骨膠原肽降血糖作用的機制之一^[27]。大量研究表明，燕麥本身具有一定的降血糖作用^[28]。有研究探究了燕麥低聚肽（OOPs）對于糖尿病大鼠降血糖效果，用OOPs干預高熱能飲食聯(lián)合鏈脲佐菌素（STZ）誘導糖尿病大鼠，結果表明，OOPs可降低糖尿病大鼠空腹血糖水平，提高糖耐量，并具有輔助降血糖作用^[29]。劉欣然等^[30]評估了核桃低聚肽（WOPs）對db/db糖尿病模型小鼠的血糖調節(jié)作用，結果顯示，采用WOPs干預改善了糖尿病小鼠葡萄糖耐量，具有降低空腹血糖、餐后血糖及血糖曲線下面積的作用。

1.7 調節(jié)血壓

生物活性低聚肽能調節(jié)血壓。有研究證實，肽的血管緊張素轉換酶（ACE）抑制活性與其肽鏈長度有關，ACE抑制肽的分子量比較低，一般低于1 000 Da^[31]。劉文穎等^[32]對海洋膠原低聚肽、烏雞低聚肽、玉米低聚肽、小麥低聚肽、大豆低聚肽五種食源性低聚肽的ACE抑制作用進行了測定，結果顯示，這幾種低聚肽皆有ACE抑制作用并呈現(xiàn)明顯的劑量-效應關系，起到降血壓的作用，該研究中的食源性低聚肽分子量大多在1 000 Da以下，這可能是其具有較高ACE抑制活性的原因之一。張宇昊等^[33]通過超濾分離花生肽，得到3種不同分子量范圍的組分，其中分子量小于1 000 u的組分具有最顯著的降血壓活性。

1.8 抗疲勞

由于低聚肽容易被吸收和利用，當人體內因營養(yǎng)物質的過度消耗，導致內部環(huán)境失衡，各種系統(tǒng)功能低下時，低聚肽可以迅速補充體內活性物質和營養(yǎng)物質的不足，從而達到內部環(huán)境的平衡，改善新陳代謝，有效消除疲勞。有研究發(fā)現(xiàn)，GOPs 30 d連續(xù)灌胃可以使小鼠的運動耐力增強，負重游泳時間延長，使運動后血乳酸和尿素氨含量有所降低，乳酸脫氫酶活性和肝糖原含量提高^[34]。另有研究報道了攝入中劑量與高劑量的海參多肽可以減輕小鼠體力疲勞，提示海參多肽具有良好的抗疲勞效果，但與攝入同等劑量的海參低聚肽對比，攝入的海參多肽無法發(fā)揮同等功效的抗疲勞作用，在生理、生化指標等方面的檢測數(shù)據(jù)也表明，海參多肽的生物活性不及海參低聚肽，這說明肽類分子量的分布與其抗疲勞功效密切相關^[35]。馮永巍^[36]制備出分子量集中在500～600 Da的玉米低聚肽，將玉米低聚肽制成飲料對動物模型進行干預實驗，發(fā)現(xiàn)玉米低聚肽飲料能明顯延長小鼠負重游泳時間，血乳酸、血清尿素和肝糖原檢測結果呈陽性，表明具有增強體力，緩解體疲勞的作用。

2 展望

綜上所述，由于其獨特的化學性質，低聚肽克服了傳統(tǒng)生物化合物和分子用作醫(yī)療治劑時遇到的許多挑戰(zhàn)，為醫(yī)學治療提供了一種新途徑。此外，在低聚肽的制備方面，微生物蛋白水解系統(tǒng)在發(fā)酵過程中可產(chǎn)生大量具有不同潛能的低聚肽，因此采用微生物發(fā)酵從食品中提取多種活性低聚肽是一個具有前景的策略。隨著研究方法的進步與革新，蛋白質工程和酶工程技術的得到了迅速的發(fā)展，生物信息學加上適當?shù)母咄侩娘@示技術也將是尋找生物活性低聚肽的重要工具。在未來幾年，以模塊化的方式應用肽營養(yǎng)學，結合成本效益高的可擴展技術，可更加全面地探究與揭示低聚肽的功能活性，構建更多高效的多功能低聚肽，使其應用范圍得到進一步擴大?！?/p>

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Research Progress on Physiological Function of Bioactive Oligopeptides

HU Jia-ni，LI Yong

（Department of Nutrition and Food Hvriene，School of Public Health，Peking Unitersity Health Science Center，Beijing 100191，China）

Abstract：Bioactive oligopeptides have excellent absorption mechanism and biological activity compared to peptides.This paper，reviewed the bioactive polypeptides from the perspective of the physiological function of bioactive oligopeptides，and prospected the prospects of bioactive oligopeptides.

Keywords：bioactive oligopeptides;physiological function;prospect