生物活性小肽的研究进展

李蒙 江秀梅 钟光祥

(浙江工业大学药学院，浙江杭州310032)

生物活性小肽的研究进展

李蒙 江秀梅 钟光祥

(浙江工业大学药学院，浙江杭州310032)

生物活性小肽是生物活性好、利用率较高的一类蛋白质。本文详细总结了部分效果明显的活性小肽的来源、功能和典型的合成路线。

小肽;功能;合成;研究进展

本文综述了近年来比较热门的部分小肽的来源、功能，并重点介绍了典型的合成方法。

1 二肽

二肽是最简单的肽，对其研究也比较的深入，其应用也相当的广泛。

1.1 L-肌肽（carnosine）

L-肌肽(CAS：305-84-0)是由β-丙氨酸和L-组氨酸构成的内源性二肽，最早于1900在脊椎动物受神经支配的组织中被发现[2]，随后在人及动物的其他组织部位也有发现。肌肽可作为治疗白内障、动脉粥样硬化、肾衰竭，老年性痴呆症等疾病的药物，它还具有抗衰老、抗氧化的作用，也被应用于饲料添加剂和食品贮存的添加剂[3]。

L-肌肽的合成方法大致有三类。第一类：β-丙氨酸的氨基保护、羧基活化，组氨酸未修饰，适当条件两者反应，然后脱掉保护基的方法；第二类：β-丙氨酸的氨基保护、羧基活化，组氨酸羧基甲酯化，适当条件二者反应，脱掉保护基；第三类：β-丙氨酸前体，适当条件与组氨酸反应，基团转变成肌肽。前两类合成有些步骤比较简短，但其成本很高，且也不太适合工业化生产。第三类合成方法可以把β-丙氨酸做成成本相对低的前体再与组氨酸缩合反应，其操作简单，原料也易得，适合工业化生产[4]。

钟光祥等人[5]采用第三类合成方法，其研究的合成路线简单、原料成本低、且有利于环保，产物收率较高。其制备工艺如下：

1.2 丙氨酰-谷氨酰胺（Ala-Gin）

丙氨酰-谷氨酰胺（CAS：39537-23-0）是由丙氨酸和谷氨酸组成的二肽化合物，它的主要作用是作为谷氨酰胺(Gln)前体，为机体提供Gln。因为Gln是肠道必需氨基酸，肠粘膜细胞氧化的重要燃料，如果肠粘膜缺乏Gln将严重损伤肠屏障功能，引发创伤性休克及化疗应激时的加重损害，导致肠粘膜萎缩、肠道细菌移位，甚至促发脓毒症和多器官功能不全[6]。然而，Gln性质不稳定，不能耐高温消毒，因此一般无法加工成Gln制剂而应用。但Ala-Gln作为Gln代谢前体，溶解度高，性质较Gln稳定，能耐受热灭菌，在体内数分钟即分解出Gln，能部分补偿肠道所需Gln，是Gln的理想替代物[7]。

十几年来的研究表明：Ala-GIn在创伤、感染、危重患者、免疫调节、骨髓移植、肝移植，小肠移植等多种疾病的治疗中证实了其功能[8-10]。另外它还可配合5-氟尿嘧啶等药物进行使用[11]。赵玉芬院士研究组对其做了详细的研究，申请了新药证书，并完成了产品的中试生产[12]。

定 理 当0<η>η

张锡芬[13]的研究合成路线是非常典型的，该工艺路线简单，成本低，单步收率高达94.7%，光学纯度为99.8%。其制备工艺如下：

1.3 阿斯巴甜（AMP）及纽甜（NTM）

阿斯巴甜（L-天冬氨酰-L-苯丙氨酸甲酯，CAS：22839-47-0）于1965年被偶然发现具有甜味之后，从此就揭开了二肽甜味剂的研究序幕。此后，研究人员们就以阿斯巴甜为模型，研究了1000多种与之相关的二肽及二肽衍生物，以期获得效果更好的甜味剂[14]。包括以后由法国学者研究合成的纽甜（N-[N-(3,3-二甲基丁基)-L-α-天门冬氨酰]-L-苯丙氨酸-1-甲酯，CAS：165450-17-9），其甜度大约是蔗糖的7000～13000倍，是阿斯巴甜的30～60倍。

NTM的稳定性优于阿斯巴甜，使用成本也大大低于阿斯巴甜。NTM是迄今为止世界上最甜的合成甜味剂，也是世界上最安全、口味最接近蔗糖的甜味剂，问世以来深受世界食品界的关注，其效果相当显著，并应用于很多方面[15]。

由于二肽甜味剂具有其独特的特点，如稳定性好、运用范围广等，在市场上占据着相当大的份额。以此为启发，我们可以从阿斯巴甜衍生物出发，对其结构进行剖析，以期开发出更高效的甜味剂。

Frederic等人[16]的AMP合成路线是先分别对羧基、氨基进行保护，再缩合，最后脱保护而得到。该发明克服了前人技术中的不足，其总收率为40%。其制备工艺如下：

1.4 N-乙酰天门冬氨酰-谷氨酸（NAAG）

N-乙酰天门冬氨酰-谷氨酸 (CAS：3106-85-2)是哺乳动物脑组织内一种含量很高、且分布特异的神经二肽，具有重要的生理学和药学价值。近年来，随着对神经肽的深入研究，发现：NAAG可被N-乙酰化的α-连接的酸性二肽酶 (NAALAD)分解得到N-乙酰天门冬氨酸和L-谷氨酸[17]；其在下丘脑中含有的量低于中脑、脑桥和脊髓，可存在于脑内某些感觉和运动系统中，在兴奋性神经传递过程中起神经递质或调节的功能；在视觉和嗅觉系统中存在较多NAAG反应细胞和纤维；在治疗阿尔茨海默氏症、帕金森症、肌萎缩侧索硬化症、亨廷顿氏病、精神分裂症等疾病上有一定的药学作用，同时可以有效促进脑功能恢复[18]，在治疗视神经炎及视神经萎缩方面也有一定的作用[19]。NAAG其作用机制还需进一步研究，以便早日实际应用于医药、保健等领域。

郑岚等人[20]的研究合成路线步骤简单，但其部分原料昂贵和对环保不利，为了工业化生产，我们还需做大量的研究。其制备工艺如下：

2 三肽

2.1 精氨酰-甘氨酰-天冬氨酸肽(RGD)

精氨酰-甘氨酰-天冬氨酸肽（CAS：99896-85-2)是由精氨酸(Arg)、甘氨酸(Gly)、天冬氨酸(Asp)3个氨基酸组成的序列肽，是近几年来发现的具有高生物活性的短肽序列之一。RGD最早由Yamada等在纤维连接蛋白中发现的。RGD序列肽能够竞争性抑制包括纤维连接蛋白在内的各种粘附蛋白与血小板的结合，从而抑制了纤维连接蛋白与血小板的结合[21]，因此在未来的临床应用中，具有较好的前景。研究还发现RGD序列肽在内皮细胞的识别、抗血栓、抗血凝、抑制肿瘤、眼科诊治、治疗烧伤和皮肤溃疡等方面具有重要的作用[22-23]。

有关RGD的合成非常多，其路线也相当成熟。Bader等人[24]最新研究的合成路线，该路线短，操作也简便，具有较好的工业应用前景。其制备工艺如下：

2.2 谷胱甘肽（GSH）

谷胱甘肽(CAS：70-18-8)是由谷氨酸、半胱氨酸及甘氨酸组成，于 1888年法国科学家 Derey-Pailhade首先在酵母抽提物中发现。GSH是一种具有重要生理功能的天然活性肽。在机体中大量存在，而起主要作用的是还原型谷胱甘肽。

它在医药领域应用相当的广泛，如有抗癌、解毒、保护肝脏，清除自由基等功能；同时它在食品工业方面也有相当的作用：可作为食品添加剂强化食品风味和延长货架期，在酸奶中它能作为抗氧剂起稳定质量的作用等等[25]。另外，它对神经元兴奋性中毒也有缓解作用，也可以缓解恶性肿瘤患者化疗所致的毒副反应[26-27]；可以作为治疗白内障及控制角膜和视网膜等眼部疾病、糖尿病神经病变、糖尿病肾病、糖尿病脂肪肝等并发症的药物[28-29]；它还可以减轻病毒性肝炎、肝炎肝硬化以及药物性肝损伤症状[30]；还具有抗艾滋病病毒的功效[31-32]。

周佳栋等人[33]的研究合成工艺路线，该工艺原子经济性好，部分昂贵试剂可回收，其收率也高达87%。其制备工艺如下：

2.3 酪丝亮肽（YSL）和酪丝缬肽（YSV）

酪丝亮肽（CAS：138168-48-6）是由L-酪氨酰-L-丝氨酰-L-亮氨酸组成的，是从动物脾脏酶解提取物中分离得到的，是中国新近研发并具有自主知识产权的三肽化合物。YSL经研究发现其具有明显抗肿瘤作用，且安全性评价研究结果表明酪丝亮肽无明显毒副作用[34]。不过其抗肿瘤作用机制尚需进一步研究。

酪丝缬肽(CAS：154039-16-4)对Lewis肺癌和人体肺癌A549有较好的疗效[35]，同时YSV可以对多药、耐药起到调节作用，其作用机制是：YSV能逆转多药、耐药相关联的，并与向下的多药、耐药基因，表达调控LRP和MRP1的基因，并可跨膜调控P-糖蛋白的活性[36]。它还对人肝癌裸鼠移植瘤基因表达谱有影响[37]。以上两者的注射液已进入临床研究。

2.4 囊素三肽（bursin，BS）

囊素三肽最早1621年就被发现了，是从禽类的法氏囊中最先发现的一种活性三肽，化学构成为L-Lys-His-Gly-NH2，其组成比例1:0.9:1:0.8。近400年的研究发现它与免疫有着不可分的关系，并在抗肿瘤方面也有一定的功效，另外还有一定的体重增重效果。由于前两种功效都是当今迫切需求的，所以对囊素三肽的研究任重道远[38]。

3 结束语

目前，除了部分小肽本身有其医药、食品等功效外，其他小肽也可作为一些药物的修饰结构，从而可以减小毒副作用，提高药物吸收和药效利用率[39]。

虽然活性小肽具有多种生物活性，且高效、安全，但由于纯品功能性短肽的生产成本过高，无法广泛地应用到食品及医药领域中，因此通过化学合成和生物转化等手段开发出新的、高效的产品路线已经势在必行。

总之，活性小肽是一类非常奇特的物质，期待我们共同努力去开发利用它。

致谢

本项目得到了浙江省科技厅的资助（2007C21156），在此深表感谢！

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Advance of Study on Small Peptide with Biological Activity

LI Meng,JIANG Xiu-mei,ZHONG Guang-xiang
(College of Pharmaceutical Science,Zhejiang University of Technology,Hangzhou 310032,China)

Small biological peptide is a class of proteins with good biological activity and higher utilization. This paper summarizes the source,function and typical synthetic route of some small peptide with obvious biological activity.

small peptide;functional;synthesis;research progress

1006-4184（2010）11-0008-05

2010-09-25

浙江省科技攻厅资助项目（2007C21156）

李蒙(1985-),男，湖北秭归人，硕士研究生，专业方向：化学制药。