海洋生物活性肽研究進(jìn)展

1、.：.；海洋生物活性肽研討進(jìn)展 HYPERLINK dbxk/article/article/115/ t _blank 海洋生物物種的多樣性以及所含化合物的特異性，為 HYPERLINK dbxk/article/article/115/ t _blank 海洋生物資源的開發(fā)利用提供了許多機遇與挑戰(zhàn)。由于 HYPERLINK dbxk/article/article/115/ t _blank 海洋存在許多極端環(huán)境，如高壓深海、低溫極地、深海、高溫海底火山口和高鹽等。為了順應(yīng)這些極端的 HYPERLINK dbxk/article/article/115/ t _blank 海洋生境， HY

2、PERLINK dbxk/article/article/115/ t _blank 海洋生物蛋白質(zhì)無論氨基酸的組成或序列都與陸地生物蛋白有很大的不同。生物活性肽是指那些有特殊生理活性的肽類。同時， HYPERLINK dbxk/article/article/115/ t _blank 海洋生物蛋白資源無論在種類還是在數(shù)量上都遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于陸地蛋白資源，并且未得到很好的開發(fā)。1 HYPERLINK dbxk/article/article/115/ t _blank 海洋天然生物活性肽天然存在的活性肽包括肽類抗生素、激素等生物體的次級代謝產(chǎn)物以及各種組織系統(tǒng)，如骨骼、肌肉、免疫、消化、中樞神經(jīng)系統(tǒng)

3、中存在的活性肽。隨著人們對 HYPERLINK dbxk/article/article/115/ t _blank 海洋資源認(rèn)識程度的提高，以及現(xiàn)代生物技術(shù)在 HYPERLINK dbxk/article/article/115/ t _blank 海洋藥物研討中的運用，RP-HPLC,2D-NMR,TOF- MS,手性色譜包括GC, HPLC)等技術(shù)的開展，使得對 HYPERLINK dbxk/article/article/115/ t _blank 海洋活性肽的研討易于進(jìn)展。目前研討的 HYPERLINK dbxk/article/article/115/ t _blank 海洋活性肽

4、主要包括來源于海鞘、?？?、海綿、芋螺、海星、海兔、海藻、魚類、貝類等的活性肽以及在 HYPERLINK dbxk/article/article/115/ t _blank 海洋生物中廣泛分布的生物防御素。1.1海鞘多肽 海鞘(Ascidian)屬于脊索動物門，海鞘綱與尾索動物亞門的另外兩個綱稱為被囊動物Tunicate，約有2000種，海鞘是被囊動物中種類最豐富、含有重要生物活性物質(zhì)最多的一類。自1980年Ireland等從海鞘中發(fā)現(xiàn)一個具有抗腫瘤活性的環(huán)肽Ulithiacycla- mide以來，不斷有環(huán)肽從此類 HYPERLINK dbxk/article/article/115/ t

5、_blank 海洋生物中發(fā)現(xiàn)。最令人矚目的是從加利福尼亞海域及加勒比海中群體海鞘Trididemnum solidum. 中分別出的3種環(huán)肽Didemnin AC,它們都具有體內(nèi)和體外抗病毒和抗腫瘤活性，其中Didemnin B的活性最強，對乳腺癌、卵巢癌具明顯的抑制活性。同時，它還有明顯的免疫抑制活性，體內(nèi)活性較環(huán)抱霉素A強 1000倍，有望成為新型抗腫瘤藥1.2?？嚯暮？?Anemone)是另一類富含生物活性物質(zhì)的 HYPERLINK dbxk/article/article/115/ t _blank 海洋生物。文獻(xiàn)報道從 HYPERLINK dbxk/article/article/

6、115/ t _blank 海洋生物?？刑岖@得到的溶細(xì)胞性活性肽可分為3類： (1)存在于16種?？械那柿字种菩詨A性多肽，平均相對分子質(zhì)量在1500021000之間。2從Metridrum senile屬?？蟹謩e得到的具膽固醉抑制活性肽，其平均相對分子質(zhì)量在80000左右。3從Aiptasu palli- da屬?？蟹謩e提取的、活性未知的Aipta- siolysin A多肽。1.3海綿多肽 海綿(Sponge)是最低等的多細(xì)胞動物，構(gòu)造較簡單，但作為一個特殊生物群體含有極豐富的生物活性物質(zhì)。富含活性多肽的海綿包括離海綿目、外射海綿目、石海綿目、軟海綿目、硬海綿目。Jaspamide

7、是從斐濟和幾內(nèi)亞海域離海綿目Jaspis屬海綿中分別得到的環(huán)肽。實驗證明該肽具有殺傷線蟲活性和細(xì)胞毒活性，其構(gòu)造的全合成曾經(jīng)完成。 Geodiamolides A,B是從加勒比海離海綿目 Geodia sp.屬海綿中分別得到的環(huán)肽成分。具有細(xì)胞毒活性，利用NMR和X-射線晶體衍射分析已確定其化學(xué)構(gòu)造。Celenamides AD是從東太平洋硬海綿目中分別得到的具乙酞化的小肽，體外實驗證明具有降低血色素的作用。1.4芋螺多肽芋螺(Conus)是 HYPERLINK dbxk/article/article/115/ t _blank 海洋腹足綱軟體動物，其在獵取魚、 HYPERLINK dbxk

8、/article/article/115/ t _blank 海洋蠕蟲、軟體動物時常分泌一系列毒性物質(zhì)，稱為芋螺毒素(Conotoxin)。經(jīng)過近20年的研討已發(fā)現(xiàn)的芋螺毒素有近百種，主要包括-芋螺毒素、-芋螺毒素、- 芋螺毒素、-芋螺毒素。大多為由1030個氨基酸殘基組成的小肽，富含2對或3對二硫鍵，是迄今發(fā)現(xiàn)的最小核酸編碼的動物神經(jīng)毒素肽，也是二硫鍵密度最高的小肽。其活性與蛇毒、蝎毒等動物神經(jīng)毒素類似，可引起動物出現(xiàn)驚厥、顫抖及麻木等病癥。1.5海星多肽從燙灼或自主 HYPERLINK dbxk/article/article/20/ t _blank 運動的一種海星所分泌的體液中分別純化

9、到一種自主刺激因子。凝膠電泳分析闡明該肽的相對分子質(zhì)量為1200, HPLC檢測為單峰組分。具有刺激細(xì)胞 HYPERLINK dbxk/article/article/20/ t _blank 運動并使之產(chǎn)生應(yīng)激反響的功能。1.6海兔多肽從印度海兔(Dolabella auricularia)中分別到10種細(xì)胞毒性環(huán)肽Dollabilatin 1 10。其中Dollabilatinl0對B16黑色素瘤治療劑量僅為1.1gmL-1，是目前知活性最強的抗腫瘤化合物之一。1.7海藻多肽海藻(Alga)種類繁多，其中含有的生物活性物質(zhì)也多種多樣。從培育的藍(lán)藻中分別出一種具有魚毒性、抗菌、殺細(xì)胞活性的生

10、物活性肽，已具備大規(guī)模消費才干。Hor- mothamin是從海藻Prymnesium patellife- rum中提取的毒素肽，具有溶細(xì)胞、細(xì)胞毒和神經(jīng)毒等活性，其作用機制主要是影響腦垂體細(xì)胞靜止期的鈣離子通道、提高電壓敏感性鈣離子通道的釋放，促進(jìn)腦內(nèi)激素如催乳素的分泌添加而產(chǎn)生作用。從海藻Lyngb- ya majuscula中分別到一具有細(xì)胞毒活性的環(huán)肽majusculamide C,它對X5536骨髓瘤細(xì)胞的抑制效果到達(dá)35。1.8魚類多肽魚類是人們最早食用的 HYPERLINK dbxk/article/article/115/ t _blank 海洋生物之一，其體內(nèi)含有豐富的蛋白

11、質(zhì)成分，營養(yǎng)價值相當(dāng)高。但從其中開發(fā)具有藥用價值的活性物質(zhì)的研討卻較少。曾有報道從銅吻藍(lán)鰓太陽魚中分別并鑒定出4種具緩激肽活性的肽類，對魚腸組織細(xì)胞具有劇烈的刺激作用。還有研討從大西洋鱈魚Gadus morhua、虹蹲(Ondorhyridus mykis)、歐洲鰻鱺(An- guilla anguilla)等魚類的嗜鉻細(xì)胞組織中提取到一系列的生物活性肽及其類似物，并利用免疫組織化學(xué)方法研討其在細(xì)胞組織中的作用，發(fā)現(xiàn)此類肽與腎上腺素受體具有一定的親合性，能夠具有控制兒茶酚類物質(zhì)釋放的作用。 1.9貝類多欣 從 HYPERLINK dbxk/article/article/115/ t _bla

12、nk 海洋貝類的神經(jīng)元中提取到2種神經(jīng)肽Pd5和Pd6,它們具有促進(jìn)神經(jīng)元產(chǎn)生的活性。利用HPLC方法純化并對其氨基酸序列進(jìn)展了分析?，F(xiàn)已完成其構(gòu)造的全合成。 1.10生物防御素 生物防御素(Defensin)是近年來發(fā)現(xiàn)的一組新型抗菌活性肽。它們通常都是由35 50個氨基酸殘基組成，且分子內(nèi)富含二硫鍵。由于其具有結(jié)實的分子骨架、廣泛的分布以及生物活性功能，因此對它們的研討已成為當(dāng)前國際學(xué)術(shù)界中一個引人關(guān)注的研討熱點。各類抗菌防御素不但在構(gòu)造上具有相應(yīng)的保守序列和類似的嚴(yán)密空間構(gòu)型，在功能上也都有類似的共性如抗菌、抗病毒才干和細(xì)胞毒性作用等。無論-、-防御素對革蘭陽性和陰性細(xì)菌都具有殺傷作用。

13、相對而言，它們對革蘭陽性細(xì)菌，顯示了更強的殺傷才干，而植物防御素被以為是真菌生長的有效抑制劑。許多-防御素如NPI2，HNPI 3等已被驗證了對病毒的殺傷作用。各類防御素除具有上述抗菌和抗病毒效果外，對本身細(xì)胞似乎也有損害作用，如已有實驗闡明多形核細(xì)胞可釋放某種細(xì)胞損害因子，該因子的產(chǎn)生和作用似乎與多形核細(xì)胞胞內(nèi)防御素的含量成正比關(guān)系。此外某些防御素還能殺死腫瘤細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、嗜中性粒細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞等。其殺傷才干呈現(xiàn)濃度和時間依賴性，通常最適濃度為25l00gmL-1，作用6h到達(dá)最大效能。 大量的研討資料闡明，防御素與其他類型抗菌肽作用機制類似，它們主要是經(jīng)過在細(xì)胞膜上構(gòu)成通道，引起細(xì)胞離子

14、通道性的失衡和胞內(nèi)物質(zhì)的走漏、進(jìn)而導(dǎo)致細(xì)胞活動的異常。防御素在細(xì)胞膜上的通道構(gòu)成過程與膜的磷脂組成成分和所處的溫度環(huán)境等要素有關(guān)。然而，一旦防御素在膜上構(gòu)成了通道，上述要素便不會對其通道的活動構(gòu)本錢質(zhì)的影響。 生物防御素的抗菌、抗病毒及其殺傷腫瘤細(xì)胞的多重功能效應(yīng)無疑正展現(xiàn)著它們對物種生存、抵御損害以及提高人的 HYPERLINK dbxk/article/article/22/ t _blank 生活質(zhì)量等實踐運用中的顯要身價。另一誘人的前景是，這些防御素由于分子小并具有穩(wěn)定的分子構(gòu)造等優(yōu)點，又為當(dāng)今研制多肽新藥提供了理想的分子設(shè)計骨架和模板。 2 HYPERLINK dbxk/articl

15、e/article/115/ t _blank 海洋酶解生物活性肽 天然存在的活性肽大部分或含量微少，或提取難，缺乏以大量消費供應(yīng)所需；化學(xué)人工合成又費時費力，本錢昂貴；因此，人們更多地把目光投向開發(fā)蛋白酶解產(chǎn)物這條途徑上來。 2.1 水解營養(yǎng)蛋白消費生物活性肽的實際根底 過去，人們不斷未對利用貯藏蛋白，如花生、大豆、小麥等種子蛋白等和動物營養(yǎng)蛋白如乳蛋白水解制備生物活性肽給予應(yīng)有的注重，但是如今科學(xué)家逐漸留意到：在營養(yǎng)蛋白的多肽鏈內(nèi)部能夠普遍存在著功能區(qū)，選擇適當(dāng)?shù)牡鞍酌杆?，這些多肽有能夠被釋放出來，從而制備各種各樣的生物活性肽。 從生物進(jìn)化上看，營養(yǎng)和貯藏蛋白應(yīng)該是從功能蛋白進(jìn)化而來的，

16、由于原始的生物是不能夠合成大量此類蛋白的。當(dāng)生物進(jìn)化到需求為后代發(fā)育提供營養(yǎng)時，它不能夠憑空制造出一種營養(yǎng)蛋白，最好的方法就是經(jīng)過假設(shè)干功能區(qū)(構(gòu)造域,Domain) DNA“組裝 出營養(yǎng)或貯藏蛋白基因。所以，在不同的營養(yǎng)和貯藏蛋白的多肽中能夠廣泛存在著不同的功能區(qū)，選擇適當(dāng)?shù)牡鞍酌妇涂蓪⑵溽尫懦鰜?，?fù)原其功能特性，經(jīng)過這種方法可以獲得相當(dāng)廣泛的生物活性短肽。 從免疫學(xué)看，雖然不同的生物都具有功能上非常類似的蛋白質(zhì)，但是由于其非功能區(qū)存在著較大氨基酸差別，所以不能相互運用，由于生物正是經(jīng)過免疫系統(tǒng)識別本身蛋白和外來蛋白的這些非功能區(qū)的差別來去除異己和堅持本身穩(wěn)定性的。假設(shè)我們把留意力放在這些具

17、有不同生理功能的生物活性短肽上，那么我們能夠有效地防止免疫排斥反響的困擾。例如，乳轉(zhuǎn)鐵蛋白用于注射能夠會產(chǎn)生免疫排斥反響，但假設(shè)用其水解所得到的短肽，就能夠平安地用于注射。再照實驗證明免疫活性肽和白細(xì)胞介素類似，可以激活T細(xì)胞和巨噬細(xì)胞，從而加強機體免疫力，雖然它來源于動物蛋白，但研討闡明它能夠平安地用于醫(yī)藥。 從生物多樣性來看，生物的各種功能大多蛋白質(zhì)的多樣性。這是由于20種氨基酸在陳列成不同長度的多肽鏈時，具有天文數(shù)字的多樣性。所以20個氨基酸殘基組成的多肽，其序列多樣性足可以勝任一切生物的一切功能。也就是說，實際上一切的生物功能肽都能夠以短肽的方式找到。 由于生物對營養(yǎng)蛋白和貯藏蛋白需求

18、量很大，基因表達(dá)率自然很高。因此，這些蛋白在自然界蘊藏量極大。經(jīng)過蛋白酶水解這些蛋白所獲得的生物活性肽具有很多優(yōu)點：原料廉價，本錢低，平安性好，不需求很高級的實驗條件和很貴重的儀器設(shè)備，便于工業(yè)化消費。大量文獻(xiàn)闡明，該研討領(lǐng)域開展很快，曾經(jīng)遭到了各國科學(xué)家和政府的高度注重，在短短的幾年里就有眾多的生物活性肽被識別出來并進(jìn)展了系統(tǒng)研討。有些生物活性肽曾經(jīng)作為保健食品和藥物實現(xiàn)了工業(yè)化消費，并獲得宏大的 HYPERLINK dbxk/article/article/23/ t _blank 經(jīng)濟效益，如酪蛋白磷酸肽 (Casein phosphopeptides,CPPs)和類嗎啡因子等。綜上所述

19、，生物活性已展現(xiàn)了非常好的開發(fā)和運用前景。 2.2 HYPERLINK dbxk/article/article/115/ t _blank 海洋蛋白源是開發(fā)生物活性肽的重要資源之一 種類繁多的 HYPERLINK dbxk/article/article/115/ t _blank 海洋蛋白氨基酸序列中，潛在著許多具有生物活性的氨基酸序列，用特異的蛋白酶水解，就釋放出有活性的肽段。生物活性肽是世界上藥物及保健品研討的熱點，目前經(jīng)過蛋白酶解消費的活性肽主要來源于陸地的蛋白源，如牛乳酯蛋白、大豆蛋白、玉米醇溶蛋白等。而 HYPERLINK dbxk/article/article/115/ t

20、_blank 海洋蛋白源酶解的活性肽非常少，但這決不意味著 HYPERLINK dbxk/article/article/115/ t _blank 海洋蛋白源的蛋白質(zhì)氨基酸鏈中沒有潛在的活性肽序列，而主要是由于沒有進(jìn)展很好的研討開發(fā)。 HYPERLINK dbxk/article/article/115/ t _blank 海洋生物資源的優(yōu)化利用和高值化是未來15年我國 HYPERLINK dbxk/article/article/115/ t _blank 海洋高技術(shù)開展的重要研討內(nèi)容之一。 2.3酶工程技術(shù)運用于 HYPERLINK dbxk/article/article/115/ t

21、 _blank 海洋蛋白酶解活性肽的研討 將陸地微生物發(fā)酵工程和酶工程技術(shù)運用于 HYPERLINK dbxk/article/article/115/ t _blank 海洋蛋白資源的綜合利用研討，以 HYPERLINK dbxk/article/article/115/ t _blank 海洋生物蛋白資源為原料，經(jīng)過生物酶解、提取、加工，可消費許多酶解陸地蛋白源和化學(xué)合成所無法消費的產(chǎn)品和資料，研制出系列天然、高效、新穎的生物活性肽。 首先，應(yīng)大力加強用于 HYPERLINK dbxk/article/article/115/ t _blank 海洋蛋白源酶解的公用蛋白酶制劑的開發(fā)。目前國

22、內(nèi)進(jìn)展工業(yè)化消費的蛋白酶制劑大多是用于酶解陸地或淡水的蛋白源，由于陸地生態(tài)環(huán)境、淡水生態(tài)環(huán)境與 HYPERLINK dbxk/article/article/115/ t _blank 海洋生態(tài)環(huán)境具有很大的差別， HYPERLINK dbxk/article/article/115/ t _blank 海洋生物為了順應(yīng)所處的特殊的生態(tài)環(huán)境，其氨基酸的組成和序列一定與源于陸地及淡水生物的蛋白源具有很大的差別。目前進(jìn)展工業(yè)消費的蛋白酶制劑能夠無法高成效于 HYPERLINK dbxk/article/article/115/ t _blank 海洋蛋白源的酶解。因此，應(yīng)從 HYPERLINK d

23、bxk/article/article/115/ t _blank 海洋生物體內(nèi)、海水及 HYPERLINK dbxk/article/article/115/ t _blank 海洋污泥中分別、純化可高效酶解不同 HYPERLINK dbxk/article/article/115/ t _blank 海洋蛋白源的高產(chǎn)蛋白酶的菌株，對其產(chǎn)酶動力學(xué)、酶學(xué)性質(zhì)進(jìn)展研討，并對其產(chǎn)酶特性進(jìn)展優(yōu)化。 其次，要加強酶工程技術(shù)研討。經(jīng)過酶工程技術(shù)現(xiàn)已從 HYPERLINK dbxk/article/article/115/ t _blank 海洋低值魚蝦中分別出多種具有抗高血壓活性的活性肽。其氨基酸序列如

24、下：C8肽沙丁魚為Leu-Lys-Val-Gly- Val-Lys-Gln-Tyr; C11肽沙丁魚為Try- Lys-SerPhe-Lys-Ile-Lys-Gly-Tyr-Pro-Val- Met，C8肽金槍魚為Pro-Thr-His-Ile-Lys- Trp-Gly-Asp; C,肽南極磷蝦為Leu-Lys- Tyr,但這項任務(wù)只是開場，仍有很多任務(wù)要做。 2.4利用 HYPERLINK dbxk/article/article/115/ t _blank 海洋低值魚類及水產(chǎn)品度棄蛋白源進(jìn)展酶解活性肽的高值化開發(fā) 向 HYPERLINK dbxk/article/article/115/

25、t _blank 海洋索取食物、功能蛋白和特殊活性物質(zhì)，已成為世界各沿海國家 HYPERLINK dbxk/article/article/115/ t _blank 海洋開發(fā)的一項重要內(nèi)容。如對低值魚及水產(chǎn)加工廢棄物進(jìn)展水解、提取等深加工，制成水解魚蛋白，用作食品添加劑，蛋白強化劑，或用作研制藥物和功能食品的原料，已在世界各國展開。 對漁獲物非食用部分的利用更能表達(dá)出科學(xué)技術(shù)如何提高產(chǎn)品的附加值。非食用部分包括低值小雜魚及水產(chǎn)品加工廢棄物，它們普通占漁獲物的28。如何開發(fā)這些量大質(zhì)低的漁獲物，不斷困擾著水產(chǎn)加工業(yè)。我國如今主要利用低值漁獲物消費魚粉，用于水產(chǎn)養(yǎng)殖和陸地畜禽養(yǎng)殖，但由于加工技術(shù)

26、落后，不但產(chǎn)品得率和附加值低，而且嚴(yán)重污染近海水域。水產(chǎn)品加工廢棄物許多被直接丟棄而未被利用，對環(huán)境呵斥嚴(yán)重污染。有的水產(chǎn)品加工廢棄物蛋白質(zhì)含量很高，采用生物技術(shù)方法將其部分轉(zhuǎn)換成優(yōu)質(zhì)魚濃縮蛋白和活性肽，將具有良好的開發(fā)前景。 3 HYPERLINK dbxk/article/article/115/ t _blank 海洋生物活性肽的吸收 現(xiàn)代生物代謝研討發(fā)現(xiàn)：人類攝取的蛋白質(zhì)經(jīng)消化道多種酶水解后，不象以前以為的那樣僅以氨基酸的方式吸收，更多的是以低肽的方式直接吸收。從營養(yǎng)角度評價，二肽、三肽等低肽被人體消化吸收的效率要比同一組成的氨基酸高，因此可作為食品添加物。這些低肽的浸透壓較氨基酸低，

27、而且在人體小腸部位的通透性也比氨基酸高，因此可提高吸收率。此外，低肽的風(fēng)味普通要優(yōu)于單個氨基酸，也不易產(chǎn)生過敏。其中某些低肽不僅能提供人體生長發(fā)育所需的營養(yǎng)物質(zhì)，且同時具有重要的生理功能，如促進(jìn)礦物質(zhì)吸收肽、防治肝性腦病肽，易消化吸收肽、抗菌肽、嗎啡片肽、類嗎啡拮抗肽、血管緊張素轉(zhuǎn)換酶抑制肽、抑制膽固醇作用肽、機體防御功能肽等。上述功能是原蛋白質(zhì)或組成氨基酸所不具備的，且許多活性肽的組成氨基酸并不一定是必需氨基酸，對其營養(yǎng)性影響不大。這就為更充分地利用蛋白質(zhì)資源，特別是那些本來以為生物效價不高的蛋白質(zhì)資源提供了新的機遇。 4 HYPERLINK dbxk/article/article/115/ t _blank 海洋生物活性肚在養(yǎng)殖業(yè)中的作用 活性肽除在保健食品及新藥開發(fā)中有寬廣的運用前景外，對飼料中蛋白質(zhì)進(jìn)展酶解，使其內(nèi)含一定量的活性肽，對提高養(yǎng)殖效益也有重要作用?？商岣甙被岬睦寐省Ｓ坞x氨基酸的吸收存在相互競爭的景象，如精氨酸和賴氨酸在吸收時相互競爭載體，但以小肽的方式供應(yīng)動物時，賴氨酸的吸收不再受精氨酸的影響。可提高礦物質(zhì)的利用率?；钚噪目纱龠M(jìn)動物對礦物元素的吸收利用。能改善飼料的理化特性和營