生物活性多肽研究进展

赵　萱　付　荣　强海燕　杨春严　张敬伟

生物活性多肽研究进展

赵萱付荣强海燕杨春严张敬伟

（沈阳师范大学生命科学学院辽宁沈阳110034）

生物活性多肽种类众多，功能各异，具有吸收快、效率高和无毒等优点，学者们不断探索生物活性多肽在抗癌、降压、美容等方面的功效。文章介绍了近年来生物活性多肽生物学功能及其提取纯化方法方面的研究进展，为生物活性多肽的深度开发利用提供参考借鉴。

生物活性多肽；提取、纯化

生物活性多肽是一类对生物体具备特别生理作用的肽类化合物。一般由20 个天然氨基酸经过不同的排列组合形成，其功能也由氨基酸的组成顺序来决定。与蛋白质相比，生物活性多肽的分子量较低、构造相对简单、抗原较弱、不良反应较低且易被人体所吸收，具有较强的生理活性，并且在生物的各种细胞中发挥着作用。随着生物活性肽的抗菌、抗氧化、抗肿瘤、可免疫、调节神经信息传递、降血压、降胆固醇、运输微量元素等功能已被研究发现[1]，它在医学、食物等钻研范畴更具有广泛的发展前景。

1 生物活性多肽的种类

生物活性多肽一般由20个天然氨基酸经过不同的排列组合形成，按照获取的来源不同，可分为内源性生物活性多肽和外源性生物活性多肽两大类。外源性生物活性多肽通常从动物食物中的蛋白质直接或者间接提取，内源性生物活性多肽则是由动植物体内提取的肽类激素，如脑垂体分泌的生长激素、胰腺分泌的胰岛素等[2]。在提取生物活性多肽时又可根据原料来源分为海洋生物肽和陆地生物肽等。

2 生物活性多肽的功能

生物活性多肽具有抗菌、抗氧化、抗肿瘤、可免疫、调节神经信息传递、降血压、降胆固醇、运输微量元素等功能。针对其功能的不同，可分类命名为抗菌肽、抗氧化肽、抗肿瘤肽、免疫活性肽、神经活性肽、抗高血压活性肽、降胆固醇肽、矿质元素结合肽等。广义的抗菌肽是指能够杀死或者抑制微生物生长的寡肽和多肽，当生物体在被病菌感染时，抗菌肽主要通过刺激巨噬细胞增殖、提高免疫力及防止病原微生物入侵来发挥抗菌作用。抗菌肽的优点有其分子量小，抗菌谱广,利于吸收，热稳定性好等[3]。如最早发现的动物抗菌肽天蚕素，细菌产生的杆菌肽、乳链菌肽，都是杀菌作用很强的抗菌肽。抗氧化肽是具备革除自由基活性功能的一类多肽，能革除生物体内的自由基、较强的抑制体内脂质过氧化，从而保护机体组织细胞免受某些外界因素和自由基引起的损伤。研究发现，在加入等量酶的情况下，用7种蛋白酶水解鱿鱼蛋白，从而制备抗氧化活性肽，其中采用中性蛋白酶去水解，会得到活性最高的抗氧化肽[4]。抗肿瘤肽能提高免疫应答、抑制肿瘤转移、肿瘤新生血管生成及调控蛋白降解。1987 年日本学者 Odani在大豆种子提取物中首次发现并鉴定了一个由大豆 GM2S-1 基因编码的含有43个氨基酸的抗肿瘤多肽[5]。免疫活性肽具备免疫功能并能加强巨噬细胞的吞噬能力，将人的乳蛋白进行酶解可获得具有免疫活性的肽段，该肽段还可强化小鼠巨噬细胞的吞并能力。神经活性肽则是一类能够与体内特异性受体结合，对神经信息传递进行调节的生物活性多肽,主要存在于牛奶、鱼和谷物等蛋白水解物中。抗高血压活性肽是可将原来的AngⅠ转化为AngⅡ，同时降解激肽，使之失活，以此抑制了ACE的活性，从而抵抗高血压的产生。降胆固醇肽能作用于肠道，阻碍其吸收胆固醇，并可以有效使其排出体外，现在的降胆固醇肽大部分来自大豆。矿质元素结合肽有个显著特征，那就是一定都带有磷酸基团。矿质元素结合肽有酪蛋白磷酸肽等。

3 生物活性多肽的提取

首先是利用适当的溶剂可以直接将具备一定生理学功能的天然活性肽浸提出来，该方法比较常见，提取出的生物活性多肽特异性强、活性高、具有较高的安全性。但此方法的提取率不高，提取成分复杂，目前仅限于提取一些特殊功效的多肽，例如，β-防御素、P-insulin等。酶解法则是利用特定的一种蛋白酶或复合酶通过选择合适的酶解时间、酶含量和pH来水解蛋白从而提取到具有生物活性多肽的方法，使用不同的酶进行酶解会产生不同的氨基酸序列，因此，水解酶的选择很重要。此外，化学合成法、基因重组法及发酵法也可以获得不同类型的生物活性多肽。化学合成法用于合成已知氨基酸序列的多肽，通过设计模板重组高效合成多肽。基因重组法是指将目的基因导入目标细胞，提取纯化目标基因表达的多肽产物[5]。发酵法通过利用微生物代谢产生的次级代谢产物及特殊的蛋白酶类对大分子蛋白质进行水解，产生一些小分子多肽类产物再通过分离纯化得到多肽。

4 生物活性多肽的纯化

生物活性多肽的纯化技术众多，其中包括超滤技术、反向高效液相色谱技术、离子交换色谱技术、凝胶过滤色谱技术、电泳法和盐析法等。超滤技术是使用超滤膜纯化分离水溶性蛋白的一种技术[5]，具有操作简单、耗时短等优点。反向高效液相色谱技术可以根据多肽分子疏水性的差异在两相中分离不同的多肽。样品中的混合物在通过固定相颗粒的空隙时，会因为疏水作用或极性相互作用而吸附在固定相中，从而达到分离多肽的目的。这种方法不仅可以用来纯化，还可以进行克量肽的制备。离子交换色谱技术应用多肽所带电荷和数量的不同，与固定相的交换能力也不同的原理，来达到分离目的,这种技术在纯化青养蛋白抗氧化肽等方面具有很好的应用。凝胶过滤色谱技术利用多孔凝胶作为固定相，使直径小于凝胶空隙的物质通过，通常用来筛选出分子大小不同的大豆生物活性多肽等。研究者利用电泳法，根据多肽所带电荷的形状和大小的不同分离纯化了蛹虫草子实体多肽[5]。另外还可以利用盐析法通过增加盐的含量来降低多肽的溶解度，纯化处理鹿茸多肽等。

5 问题展望

生物活性多肽研究领域迅速发展，并不断应用于食品及临床药物中。例如，抗菌活性肽具有强效广谱的抗菌能力，因此生物活性肽被用作抗菌药物的设计原料；在农业上，用基因工程的手段将抗病活性肽导入植物体内，可提高其抗病性，或以饲料添加剂的形式增强动物抗病能力。然而随着现代科学技术的进步，人们对食品和药品等的要求不满足于现状，变得越来越高，无毒害、纯天然、效果好的食品或药品更受人们的欢迎，而生物活性多肽的产品就具有这样的特点，因此研究者不断提高获得生物活性多肽的手段，迎合市场需求。一些研究新手段、新想法的应用,使得不断有新的生物活性多肽被发现并可以食品及临床药物中。虽然生物技术一直是国家重点关注和开发的领域，但是天然活性多肽药物开发仍面对很多技术难题，例如，如何提高提取质量、保证纯度、简化提取纯化过程等，都是亟须研究解决的技术问题；此外，不同的材料提取出来的生物活性多肽会有不同的功能，其生物学功能还有待深化钻研，深度开发。

[1]梅斯杰,王笑颖.多肽的功能及结构的研究进展[J].食品安全导刊,2016(24):143-146.

[2]苏秀兰.生物活性肽的研究进展[J].内蒙古医学院学报,2006(5):471-474.

[3]李燕,王嘉榕,孙红宾.抗菌肽的制备和抗菌机制研究进展[J].生物医学工程学杂志,2015,32(2):465-469.

[4]Odani S,Koide T,Ono T. Amino acid sequence of a soybean (Glycine max) seed polypeptide having a poly(L-aspartic acid) structure.[J]. Pubmed,1987,262(22):66.

[5]党仪安,王文亮,弓志青,等.食用菌生物活性肽制备及功能活性研究进展[J].食品工业,2019,40(8):228-231.

TQ28

A

2095-1205(2020)03-29-02

10.3969/j.issn.2095-1205.2020.03.17