活性肽與活性蛋白質(zhì)

第五章活性肽與活性蛋白質(zhì)肽與蛋白質(zhì)均是由氨基酸通過肽鍵連接起來的，只是前者的聚合度小，而后者的聚合度大而已。氨基酸、肽和蛋白質(zhì)均是機體組織細胞的基本組成成分，對機體生命活動有重要的作用?；钚噪呐c活性蛋白質(zhì)專指那些有特殊生理功能的肽及蛋白質(zhì)。這些特殊生理功能包括清除自由基、降低血壓和提高機體免疫力等，而普通的肽及蛋白質(zhì)沒有這方面的功能。第一節(jié)活性肽生物活性肽是指具有生物活性的多肽，這些多肽有小到只有2個氨基酸的雙肽，也可以大到復雜的長鏈或環(huán)狀多肽，在細胞生理及代謝功能的調(diào)節(jié)上具有重要的作用。特別是短肽的發(fā)現(xiàn)已經(jīng)成為多肽類藥物和功能性食品添加劑的開發(fā)熱點。以數(shù)個氨基酸結合生成的低肽比氨基酸有更好的消化吸收性能，且營養(yǎng)和生理效果更為優(yōu)越。不僅如此，其中許多肽還具有原蛋白質(zhì)或其組成氨基酸所沒有的新功能。這些生物活性肽都以非活性狀態(tài)存在于蛋白質(zhì)的長鏈之中，當用適當?shù)牡鞍酌杆鈺r，它們的活性就被釋放出來。一、生物活性肽的分類生物活性肽按來源可分為內(nèi)源性生物活性肽和外源性生物活性肽，前者指人體內(nèi)存在的天然的生物活性肽，后者指存在于動物、植物、微生物體內(nèi)的天然生物活性肽和蛋白質(zhì)降解后產(chǎn)生的生物活性肽。按功能可分為生理活性肽和食品感官肽。按取材可分為海洋生物活性肽和陸地生物活性肽，前者包括貝多肽，魚類多肽、海藻多肽等，后者包括大豆多肽，乳蛋白活性肽，麥胚活性肽，玉米蛋白肽等。生理活性肽可分為以下幾類：

抗菌肽和抗病毒多肽

神經(jīng)活性肽

酶調(diào)節(jié)及抑制肽

激素及激素調(diào)節(jié)肽免疫活性肽

抗氧化肽食品感官肽有甜味肽（如賴氨酸二肽）、苦味肽（如咖啡肽）以及酸味肽、咸味肽、風味肽等。二、多肽生產(chǎn)

生物技術的發(fā)展，為人們從食品蛋白質(zhì)中生產(chǎn)特殊的活性肽提供了條件。人們獲得活性肽的來源有：①存在于生物體中的各類天然活性肽（激素類、酶抑制劑等）；②消化過程中產(chǎn)生或體外水解蛋白質(zhì)產(chǎn)生；③通過化學方法、酶法、重組DNA技術合成?；瘜W合成法重組DNA法酶法：原料蛋白→預處理→酶解→分離→精制→成品。目前活性肽主要生產(chǎn)方法：三、主要生物活性肽

谷胱甘肽是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸通過肽鍵縮合而成的三肽化合物。（一）谷胱甘肽（GSH）1、谷胱甘肽在食物中的含量食物名稱含量食物名稱含量小麥胚芽98~107胡蘿卜0.7~1西紅柿24~33馬鈴薯2~4菠菜10~24甘薯0.1~0.2黃瓜12~19大豆6~11茄子6~10四季豆1~3青椒3~5洋蔥0.25~0.5GSH廣泛存在于動植物中，在面包酵母、小麥胚芽和動物肝臟中含量極高；在人和動物血液中含量也較豐富，許多蔬菜、薯類和谷物中也含有GSH。2、谷胱甘肽的生理功能谷胱甘肽（尤其是肝細胞內(nèi)的谷胱甘肽）具有非常重要的生理作用就是整合解毒作用，能與某些藥物（如撲熱息痛）、毒素（如自由基、重金屬）等結合，參與生物轉(zhuǎn)化作用，從而把機體內(nèi)有害的毒物轉(zhuǎn)化為無害的物質(zhì)，排泄出體外。谷胱甘肽的另一主要生理作用是做為體內(nèi)一種重要的抗氧化劑，它能夠清除掉人體內(nèi)的自由基，從而增進了人的健康。由于還原型谷胱甘肽本身易受某些物質(zhì)氧化，所以它在體內(nèi)能夠保護許多蛋白質(zhì)和酶等分子中的巰基不被如自由基等有害物質(zhì)氧化，讓其發(fā)揮其生理功能。谷胱甘肽的治療和預防作用包括：（1）解毒（2）輻射病及輻射防護（3）保護肝臟（4）抗過敏（5）改善某些疾病的病程和癥狀（6）養(yǎng)顏美容護膚（7）增加視力及眼科疾?。?）抗衰老作用3、谷胱甘肽的制備目前GSH的制備方法有溶劑萃取法、酶法、發(fā)酵法和化學合成法四種。萃取法和酶法大多以小麥胚芽為原料，通過適當溶劑提取或結合用淀粉酶、蛋白酶處理，再經(jīng)離心、分離和精制而成。通過生物技術途徑制備谷胱甘肽有兩種方法，一種是選育富含GSH的高產(chǎn)酵母菌株，再由此分離提取制得。另一種方法是通過培養(yǎng)富含GSH的綠藻，再用與酵母相似的方法提取。（二）降血壓肽降血壓肽屬于酶調(diào)節(jié)及抑制肽，它是通過抑制血管緊張素轉(zhuǎn)換酶（ACE）的活性來體現(xiàn)降血壓功能的，因為ACE能促使血管緊張素X轉(zhuǎn)變?yōu)檠芫o張素Y，后者會使末梢血管收縮而導致血壓升高。降血壓肽大致有三種來源：乳酪蛋白魚貝類植物類乳酪蛋白來源的肽C12肽：Phe-Phe-Val-Ala-Pro-Phe-Pro-Glu-Val-Phe-Gly-GysC7肽：Ale-Val-Pro-Tyr-Pro-Gln-ArgC6肽：Thr-Thr-Met-Pro-Leu-Trp魚貝類的肽C8肽（沙丁魚）：Leu-Lys-Val-Gly-Val-Lys-Gln-TyrC11肽（沙丁魚）：Tyr-Lys-Ser-Phe-Ile-Lys-Gly-Tyr-Pro-Val-MetC8肽（金槍魚）：Pro-Thr-His-Ile-Lys-Trp-Gly-AspC3肽（南極磷蝦）：Leu-Lys-Tyr植物類的肽大豆多肽、玉米多肽、無花果肽、米糠蛋白肽。（三）促進鈣吸收肽屬于營養(yǎng)肽，主要是酪蛋白磷肽（簡稱CPP）。來自于α-酪蛋白的稱α-CPP；來自于β-酪蛋白的稱β-CPP。小腸對鈣的吸收率只有30%-50%，CPP分子中具有絲氨酸磷酸化結構，腸道內(nèi)的鈣能與CPP上的磷結合，使之成為可溶性鈣，保持可溶性狀態(tài)，以利于小腸對其吸收。將CPP對鈣、鐵一起配合使用，可望在促進兒童骨骼發(fā)育、牙齒生長、預防和改善骨質(zhì)疏松癥，促進骨折患者康復和預防治療貧血等方面取得令人滿意的效果。制備CPP的方法通常有鈣-乙醇沉淀法、膜分離法和離子交換法。（四）易消化吸收肽屬于營養(yǎng)肽。牛乳、雞蛋、大豆等蛋白質(zhì)經(jīng)蛋白酶水解而得的多肽混合物，其消化吸收率大大提高。多肽可由腸道直接吸收，比氨基酸吸收途徑具有更大的輸送量。可以作為腸道營養(yǎng)劑或以流質(zhì)食物形式提供給處于特殊身體狀況下的人，例如：消化功能不健全的嬰兒；消化功能衰退的老人；手術后特別是消化道手術后的康復者或有待于治療康復的病人等。（五）大豆多肽大豆蛋白的酶水解產(chǎn)物。通常是3-6個氨基酸組成的低肽混合物，相對分子質(zhì)量1000以下，主要為300-700之間。氨基酸組成與大豆球蛋白十分相似，必需氨基酸平衡良好。1、大豆多肽的物化性質(zhì)粘度和溶解度即使高濃度的情況下粘度仍較低；在較寬的pH范圍內(nèi)仍能保持溶解狀態(tài)；滲透壓大豆多肽溶解滲透壓的大小處于大豆蛋白和同一組成氨基酸混合物之間。吸濕性、保濕性吸濕性和保濕性比膠原蛋白多肽和絲蛋白多肽強，適合用來配制護發(fā)膏和護發(fā)霜。調(diào)節(jié)產(chǎn)品質(zhì)構具有抑制蛋白質(zhì)形成凝膠的特性。2、大豆多肽的生理功能易于消化吸收促進脂肪代謝增強肌肉運動力、加速肌紅細胞的恢復較低的過敏性與降低血清膽固醇抑制血管緊張素轉(zhuǎn)換酶ACE的活性，降低血壓加速肌肉疲勞的恢復第二節(jié)活性蛋白免疫球蛋白乳鐵蛋白金屬硫蛋白抑制膽固醇的蛋白酶類一、免疫球蛋白免疫球蛋白是一類具有抗體活性或化學結構與抗體相似的球蛋白。免疫球蛋白普遍存在于哺乳動物和人類的血液、組織液及外分泌液中。目前已發(fā)現(xiàn)的人體免疫球蛋白有免疫球蛋白G（IgG）、免疫球蛋白M（IgM）、免疫球蛋白A（IgA）、免疫球蛋白D（IgD）及免疫球蛋白E（IgE）等五類。免疫球蛋白具有蛋白質(zhì)的通性，不耐熱，加熱至60-70oC即被破壞。凡能使蛋白質(zhì)凝固或變性的物質(zhì)如強酸、強堿等，均能破壞抗體的活性。它也能被多種蛋白質(zhì)水解酶破壞，可被中性鹽類沉淀。1、免疫球蛋白的功能免疫球蛋白是機體受抗原（如病原體）刺激后產(chǎn)生的，其主要作用是與抗原起免疫反應，生成抗原-抗體復合物，從而阻斷病原體對機體的危害。它具有如下功能：特異性結合抗原活化補體結合Fc受體通過胎盤2、免疫球蛋白的制備和應用醫(yī)藥部門所用的免疫球蛋白制品是用50%的飽和硫酸銨或硫酸鈉從免疫血清中提取的，成本太高而無法應用在功能性食品生產(chǎn)上。雞蛋蛋黃中含有較豐富的免疫球蛋白（8-20mg/mL），用它作原料來提取Ig，生產(chǎn)成本可顯著降低，能夠應用在功能食品工業(yè)上。近些年來，蛋黃作為一種有抗體活性免疫球蛋白的實用資源已引起人們廣泛的興趣。經(jīng)研究可行的提取方法包括水稀釋法、聚乙二醇法、葡聚糖硫酸鹽法和黃原膠法等四種。二、乳鐵蛋白一種天然的蛋白質(zhì)降解物，存在于牛乳和母乳中；乳鐵蛋白是一個大約由700個氨基酸殘基構成的、分子量約為80000Da的鐵結合性單體糖蛋白；具有結合并轉(zhuǎn)運鐵的能力，達到人體腸道的特殊接受細胞后再釋放出來，這樣乳鐵蛋白就可以增加鐵的實際吸收性和生物利用率，降低有效鐵的使用量以及減少鐵的負面影響。1、乳鐵蛋白的生理功能高效、安全地促進鐵吸收和鐵儲備

；抑菌作用，抗病毒效應；調(diào)節(jié)免疫細胞的活性；調(diào)節(jié)發(fā)炎機制，抑制感染部位炎癥；抑制由于Fe2+引起的脂肪氧化。2、乳鐵蛋白的制備色譜分離法吸附色譜法離子交換色譜法親合色譜法固定化單系抗體法超濾分離法三、金屬硫蛋白金屬硫蛋白（Metallothionein，簡稱MT）是一類廣泛存在于生物中的低分子量、富含半胱氨酸的能被金屬所誘導的金屬結合蛋白。動物體內(nèi)的主要在肝臟中合成，在血液和腎臟中存在。1、金屬硫蛋白的生理功能參與微量元素的儲存、運輸和代謝，調(diào)節(jié)礦物元素平衡；清除自由基，抗輻射作用；重金屬的解毒作用；參與激素和發(fā)育過程的調(diào)節(jié)，增強機體對各種應激的反應；參與細胞DNA的復制和轉(zhuǎn)錄，蛋白質(zhì)的合成與分解，以及能量代謝的調(diào)節(jié)過程。2、金屬硫蛋白的制備按照10～80mg/kg給哺乳動物注射ZnCl2，注射量逐漸增加，誘導期