生物活性肽的制备方法及其功能

沈阳师范大学化学与生命科学学院 殷雪婷

生物活性肽的制备方法及其功能

沈阳师范大学化学与生命科学学院 殷雪婷

一、生物活性肽的制备方法

1．化学合成法制备活性肽。美国化学家于1963年创建了经典的固相多肽合成法并因此获得1984年诺贝尔化学奖。该法主要是将带有氨基保护基的氨基酸的羧基端固定到不溶性树脂上，脱去该氨基酸上的氨基保护基，同下一个氨基酸的活化羧基形成酯键，从而延伸肽链形成多肽。多肽固相合成法经过不断的改进和完善，已经广泛用于多肽和蛋白质的研究领域，尤其是短肽的合成。

2．酶法制备活性肽。酶法制备生物活性肽是指利用蛋白酶直接水解蛋白质，分离纯化得到生物活性肽的过程。利用蛋白酶制备生物活性肽可以使多肽产品具有良好的溶解性、耐酸和耐热稳定性及较高的速溶性等优点。然而各种蛋白质的酶解过程中会产生苦味肽，影响了生物活性肽的实际应用。研究表明，蛋白质水解产品中的苦味主要是由于酶解的过程使芳香侧链或长链烷基侧链的疏水性氨基酸残基暴露的结果。如在大豆多肽的制备过程中发现，采用单一的酶水解大豆蛋白时，除了梨形毛霉蛋白酶水解物无苦味外，其他酶的水解物都有不同程度的苦味。目前解决苦味的方法有：利用药用炭、硅藻土作为吸附剂分离脱苦；利用外切酶切除苦味肽；利用乙醇、丙醇和丁醇等进行醇提；利用β-环糊精、多磷酸盐和明胶等对低分子苦味肽进行络合处理。然而上述方法再生困难，多肽和氨基酸损失较多，工序较为烦琐且成本较高。

3．微生物发酵法制备活性肽。微生物法制备生物活性肽是指通过利用蛋白酶产生菌产酶水解蛋白，分离纯化得到生物活性肽的过程，其较酶法而言减少了蛋白酶的纯化和制备过程。微生物法作为一种新的制备生物活性肽的方法，有其良好的优越性：微生物蛋白酶来源广、酶产量高、生长周期短、生产成本低。与此同时，利用微生物法可以直接生产脱苦的活性肽，这样可以使蛋白的水解以及多肽的脱苦同步进行，实现一步法制备多肽，大大降低了成本；利用发酵法制备多肽，水解度为25%～30%，多肽得率为75%；与酶解法相比，得率提高10%～20%，成本仅为酶解法的50%～60%。微生物不仅可以直接发酵制备生物活性肽，而且可以提供廉价的商品酶，为生物活性肽的制备创造了良好的条件。但微生物发酵法存在安全问题，目前用于食品开发的蛋白酶生产源是有限的，主要有米曲霉、黑曲霉、枯草芽孢杆菌等，很多优良的产酶菌株被证明是有毒或是有害的。

4．活性肽制备的其他方法。随着生物活性肽研究的不断进行，有学者选择用酸碱来降解蛋白质。虽然酸碱法制备生物活性肽工艺简单，但是具有氨基酸受损严重、水解程度难以控制、副产物较多、影响肽的结构及功能等缺点，故而限制了该方法的广泛应用。分子生物学及相关技术的发展，基因重组的方法也在生物活性肽的制备中有所运用，但该方法还不够完善，例如会出现翻译后难以修饰，易形成包涵体等不恰当的折叠构型等不利情况。

二、部分常见生物活性肽及其功能

1．大豆肽。大豆肽是大豆蛋白经蛋白酶水解后，利用分离、脱色、脱臭等工艺精制而成的低分子肽（分子量<1000u），其氨基酸组成几乎与大豆蛋白完全一样。研究发现，大豆肽能够有效预防“负氮平衡”所引起的不良反应，增加肌红蛋白的合成，缓解机体的缺氧症状，达到抗疲劳的效果以及增强机体免疫功能。同时，大豆肽能够有效抑制血管紧张素转换酶（ACE）的活性，对于因ACE引起的人体血压升高具有一定的控制作用

2．谷胱甘肽。谷胱甘肽（Glutathion，GSH）是一种具有重要生理功能的活性三肽，由谷氨酸、半胱氨酸及甘氨酸组成。GSH广泛存在于动、植物组织中，以酵母、谷物种子胚芽和动物肝脏中含量最高。近年来的研究发现，GSH具有清除自由基、抗氧化、解毒、机体免疫、物质运输等重要生理功能。

3．白蛋白肽。白蛋白肽（Albumin polypeptide，AP）是将卵清蛋白通过定向酶切制成的小分子多肽，其氨基酸序列与人体血清蛋白极为相似，生物利用率高，主要生理功能表现在调节人体免疫功能，增强免疫。可抑制ACE，起到降血压和保护肾脏的功能。捕获自由基，抗氧化、防衰老，调节胃肠道功能等。

4．鱼肉肽。鱼肉肽是指鱼类蛋白经蛋白酶水解所制得的一系列肽，其较蛋白质更容易吸收，而且具有多种生理功能。如由鲢鱼制备的抗氧化肽具有较强的抗氧化活性，可以作为食品添加剂防止食品氧化变质。而鳙鱼酶解所制得的生物活性肽则表现出抗氧化、促进钙质吸收、增强免疫力等生理功效。

5．其他活性肽。多肽来源广泛，通常还包括玉米肽、小麦肽、各种乳源肽等，并表现出各自的特殊生理功能。如玉米肽水溶性高，易被机体吸收，具有降血压、降血脂、抗疲劳、改善肝脏功能、促进体力恢复的作用。低聚合度的小麦肽主要包括降血压肽、镇痛多肽、阿片样活性肽和抗菌肽等，具有调节机体功能，提高免疫，保持健康等生理功能。乳源肽主要为乳中蛋白质的水解产物，通过采用不同水解方式分离得到多种乳源肽，其在消化系统、心血管、免疫系统和神经系统中发挥着重要的功能。