生物活性肽的研究及生產(chǎn)

1、生物活性肽的研究及生產(chǎn)    作者：楊建軍文章來源：內(nèi)蒙古鄂爾多斯市畜牧局辦公室    摘要:肽具有與游離氨基酸所不同的吸收機制及其特點，還具有許多生物活性作用。這些生物活性作用包括抗菌作用、免疫作用、抗氧化作用以及與礦物質(zhì)結(jié)合的特性等，本文綜述了肽的吸收機制、生物活性作用以及其生產(chǎn)途徑。     關(guān)鍵詞:肽;吸收機制;生物活性;生產(chǎn)途徑     1 引言     肽是由氨基酸通過肽鍵連接而成的化

2、合物，它是機體組織細胞的基本組成成分。最簡單的肽是由兩個氨基酸組成的二肽，其中含有1個肽鍵；含有3個、4個、5個等氨基酸的肽分別稱為三肽、四肽、五肽等。由2到10個氨基酸通過肽鍵形成的直鍵肽稱為寡肽（oligopetide）或小肽；由肽鍵結(jié)合起來的多于10個氨基酸的聚合體則稱為多肽(polypeptide)。動物對蛋白質(zhì)的利用，長期以來一直認為是蛋白質(zhì)水解成游離氨基酸后才被吸收的，但近年來的研究表明，動物在腸道對蛋白質(zhì)的利用并不局限于游離氨基酸的形式，而大部分是以23個氨基酸組成的寡肽形式吸收的，且具有吸收快的特點，這與游離氨基酸的吸收機理和吸收過程完全不同，避免了氨基酸之間的吸收競爭，同時，

3、肽被吸收后，被水解的氨基酸的種類和數(shù)量也影響著蛋白質(zhì)的代謝水平。有些肽不僅能提供動物生長、發(fā)育所需的營養(yǎng)物質(zhì)，而且還具有防病治病、調(diào)節(jié)機體生理機能的功效。         2 肽的吸收機制及特點     血液循環(huán)中肽類的來源主要有以下幾種方式：（1）消化道吸收；（2）機體合成；（3）體蛋白分解；（4）腸外營養(yǎng)方式，如皮下、肌肉、靜脈注射含二肽的氨基酸溶液；（5）服用具有肽類結(jié)構(gòu)的藥物。其中第一種是血液循環(huán)獲得肽類最主要的方式(Adibi,1997)。日糧蛋白質(zhì)在胃腸道消化酶的

4、作用下，最終分解成游離氨基酸和26肽。這些肽在小腸絨毛膜刷狀緣受到氨肽酶N、氨肽酶A的作用，最后大多以游離氨基酸和小肽的形式被完整地吸收，再轉(zhuǎn)運進入血液循環(huán)。小肽與游離氨基酸的吸收機制不同，小肽的吸收是逆濃度梯度進行的，其轉(zhuǎn)運系統(tǒng)可能有以下3種：第一種是依賴氫離子濃度或鈣離子濃度的主動轉(zhuǎn)運過程，需要消耗ATP。這種轉(zhuǎn)運方式在缺氧或添加代謝抑制劑的情況下被抑制。第二種是具有PH依賴性的非耗能性鈉離子/氫離子交換轉(zhuǎn)運系統(tǒng)。第三種是谷胱甘肽（GSH）轉(zhuǎn)運系統(tǒng)，由于谷胱甘肽在生物膜內(nèi)具有抗氧化的作用，因而GSH轉(zhuǎn)運系統(tǒng)可能具有特殊的生理意義，但目前其機制尚不十分清楚。   

5、0;     肽在通過小腸粘膜的運轉(zhuǎn)中，其構(gòu)型起決定性作用。首先，肽的運轉(zhuǎn)只能以小的二肽和三肽的形式進行；其次，肽的氨基酸組成也影響其吸收；再次，氨基酸位于N端還是C端也是影響肽吸收的一個重要因素。當賴氨酸位于N端與組氨酸構(gòu)成二肽時，要比它位于C端吸收快，而它在C端與谷氨酸構(gòu)成二肽時，吸收速度更迅速。小肽與游離氨基酸的吸收相比，具有以下特點：（1）兩者的吸收是完全不同的獨立機制；（2）小肽中氨基酸殘基的吸收速度大于相應游離氨基酸的吸收速度。Rerat等（1998）在豬的試驗中觀察到當十二指腸灌注肽的混合物時，除了蛋氨酸之外，出現(xiàn)在門靜脈的氨基酸

6、都比灌注相應的氨基酸混合物更早，且吸收峰更高，表明小肽混合物吸收率高。（3）肽的吸收可以避免氨基酸之間的吸收競爭。施用暉等（1996）在研究不同比例小肽與游離氨基酸對雞氨基酸吸收吸收的影響時發(fā)現(xiàn)，當完全以小肽的形式供給動物時，賴氨酸的吸收速度不再受精氨酸的影響。         3 肽的生物活性     大量研究表明，蛋白質(zhì)在消化過程中生成的肽不僅能夠為動物提供氨基酸，而且具有生物活性。近年來對生物活性肽的究較多，所謂生物活性肽就是對生物機體的生命活動有益或是具有生理作用的肽

7、類。這些作用包括抗菌作用，免疫調(diào)節(jié)作用及具有與礦物質(zhì)結(jié)合的特性等。         3.1 具有抗菌活性 抗菌活性肽通常是由細菌、真菌產(chǎn)生或是從脊椎動物中分離出來的，它們具有以下共同特征：（1）這些肽都比較小，一般氨基酸殘基數(shù)均在50以下；（2）都是堿性或正離子肽，多數(shù)富含賴氨酸和精氨酸；（3）它們都是兩性分子，即其親水區(qū)為溶于水所需，而其親脂區(qū)則為其與靶細胞進行膜性反應所需?？咕钚噪牡淖饔梅绞绞鞘姑舾屑毦募毎は滦纬尚】祝率辜毎孤?，使其生長受抑直至死亡。乳鏈球菌素是由乳酸球菌產(chǎn)生的有34個氨基酸殘基的多肽

8、，它是酸性分子，有很強的抗G+腐敗菌的活性，而且具有抑制梭菌和桿菌形成芽胞的能力。從乳清蛋白的乳鐵蛋白中獲得的抗菌肽是一種可以結(jié)合鐵的糖蛋白，具有抗細菌感染作用，但其作用方式要比直接的鐵結(jié)合更為復雜。有3種對產(chǎn)腸毒素大腸桿菌有抗菌活性的肽已從乳鐵蛋白中提純出來，這3種肽都是正離子肽，而且源于不同于鐵結(jié)合區(qū)位的他子N末端，其中前兩種肽顯示對許多致病菌和食物腐敗菌有抗菌活性，有報導稱第3種肽在其濃度很低時，仍可抑制單核細胞增生李氏桿菌的生長。         3.2 具有免疫活性 具有免疫活性的內(nèi)源肽包括干擾素和白細胞

9、介質(zhì)，二者都是激活和調(diào)節(jié)免疫應答的中心。乳中蛋白質(zhì)降解產(chǎn)生的肽在機體的免疫調(diào)節(jié)中發(fā)揮著重要作用。Jolles等（1982）報道從酪蛋白的降解物中分離出的免疫活性肽，能激活巨噬細胞的吞噬功能。Berthou(1987)等、Parker等(1984)從人乳酪蛋白的消化物中獲得的六肽（Val-Glu-Pro-Ile-Pro-Tyr）和三肽(Gly-Leu-Phe)，可以通過鼠巨噬細胞激活綿羊紅血細胞的吞噬作用。Julius等（1988）發(fā)現(xiàn)綿羊初乳乳清中的一段富含脯氨酸的肽段（Pro）也有免疫調(diào)節(jié)作用，它能夠促進B淋巴細胞的生長和分化，有些時候也能抑制免疫的反應。其胰凝乳蛋白酶的水解物中分離出的一種

10、九肽（Val-Glu-Ser-Tyr-Val-Pro-Leu-Phe-Pro）及合成的九肽或其C     端的五肽、六肽均具有與Pro相似的免疫調(diào)節(jié)作用?？商峁┟庖呋钚噪牡氖澄镌从写蠖沟鞍住＿@些免疫活性肽可與腸粘膜結(jié)合淋巴組織相互作用，而且也可以自由通過腸壁而直接與外周淋巴細胞發(fā)生作用。         3.3 具有抗氧化作用 大量存在于動物肌肉中的肌肽，可在體外抑制被鐵、血紅蛋白、脂質(zhì)氧化酶和單態(tài)氧催化的脂質(zhì)氧化作用。它還可作為貯存熟肉的氧化型酸敗抑制劑。某些肽和蛋白水解物

11、一般可起著重金屬清道夫作用和過氧化氫分解促進劑的作用，因而可降低自氧化速率和減少脂肪過氧化氫含量?？寡趸淖鳛樘烊环栏瘎⒊蔀閯游镲暳虾腿祟愂称肥袌鲋芯哂兄卮笠饬x的開發(fā)產(chǎn)品。         3.4 具有結(jié)合礦物質(zhì)特性 由酶解酪蛋白獲得的肽可結(jié)合和運輸二價礦物質(zhì)離子，如乳蛋白是礦物質(zhì)結(jié)合肽的主要來源。牛乳蛋白中含有磷酸肽，其活性中心是磷酸化的絲氨酸和谷氨酸簇，礦物質(zhì)結(jié)合位點存在于這些氨基酸帶負電的側(cè)鏈。酪蛋白磷酸肽中性和堿性PH時，通過磷酸絲氨酸與鈣、鋅、鐵等離子結(jié)合，由小腸腸壁細胞吸收后再釋放進入血液，從而避免了

12、這些離子在小腸的中性和偏堿性環(huán)境中沉淀，促進了它們的吸收。有人用含有酪蛋白磷酸肽的食物飼喂大鼠，并在食物中加入同位素標記的鈣，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其大腿骨骼中標記鈣的量明顯高于對照組。此后通過對大鼠、小鼠、雞、豬的試驗都證明酪蛋白磷酸肽具有促進鈣、鋅、鐵吸收的功能。         3.5 提高動物生產(chǎn)性能 Parisini等（1989）在生長豬日糧中添加少量的肽后，顯著地提高了豬的日增重、蛋白質(zhì)利用率和飼料轉(zhuǎn)化率。其原因可能與肽鏈的結(jié)構(gòu)功能有關(guān)。施用暉等（1996）報道，在蛋雞基礎日糧中添加肽制品后，其產(chǎn)蛋率和飼料轉(zhuǎn)化率顯著

13、提高，蛋殼強度也有提高的趨勢。蛋白質(zhì)在經(jīng)酶解時，可能產(chǎn)生具有特殊生理活性的小肽，參與機體的生理活動，從而促進生產(chǎn)性能的提高。         3.6 具有營養(yǎng)作用 Boza等（1995）報道，當以小肽形式作為氮源時，整體蛋白質(zhì)沉積高于相應游離氨基酸日糧或完整蛋白質(zhì)日糧。一些肽類營養(yǎng)優(yōu)于氨基酸，是因為短肽與游離氨基酸相比更便于通過腸壁轉(zhuǎn)運；肽比游離氨基酸更少高滲性，故可提高吸收效率，減少滲透壓問題；在很多情況下，短肽的抗原性要比在的多肽或其原型蛋白質(zhì)的抗菌性低；短肽還具有良好的感官效應。Daniel(1994)認為在

14、蛋白質(zhì)消化過程中，以蛋白質(zhì)肽形式存在的氨基酸濃度遠比游離氨基酸的濃度大，而且肽的吸收速度也比等量的游離氨基酸的速度快，數(shù)量多。這表明蛋白質(zhì)肽比組成蛋白質(zhì)肽的等量游離氨基酸具有更高的生物效價和營養(yǎng)價值。合成的氨基酸如賴氨酸和蛋氨酸，在豬和禽的日糧中被廣泛用作添加劑，但可被這些游離氨基酸替代的日糧蛋白質(zhì)的量卻有限。蛋白質(zhì)雖然僅僅是氨基酸構(gòu)成成分的特殊序列，但供給游離氨基酸卻不能替代日糧中的蛋白質(zhì)，可能日糧蛋白質(zhì)的部分重要性是通過在胃腸道降解過程所形成的中間生物活性肽來體現(xiàn)的。         4 生物活性肽的生產(chǎn)途徑

15、    由于肽類所具備的這些生物活性，使得生物活性肽的生產(chǎn)和應用已成為一個廣泛的研究領域，開發(fā)利用這些生物分子作為新的治療藥劑和飼料添加劑的前景是非常廣闊的，尤其是在動物飼料產(chǎn)業(yè)部門，開發(fā)和利用生物活性肽將會在新世紀的初期年代越來越顯得突出。生物活性肽的來源主要有三種：（1）存在于生物體中的各類天然活性肽。（2）消化過程中產(chǎn)生的或體外水解蛋白質(zhì)產(chǎn)生的。（3）通過化學方法（液相或固相）、酶法、重組DNA技術(shù)合成?；钚噪暮铣傻姆椒ǜ饔袃?yōu)缺點，方法的選擇主要取決于所需肽的長短和數(shù)量?；瘜W法廣泛用于生產(chǎn)高價值的短的到中長的藥理級肽，如酪啡肽和酪激肽等，但缺點是成

16、本高，而且在反應過程中對健康和環(huán)境可能有害。重組DNA法也被廣泛應用，但現(xiàn)在的趨勢是這種方法僅限用于大肽和蛋白質(zhì)的生產(chǎn)；許多具有營養(yǎng)特性的活性肽都有是短肽，所以在這方面用重組DNA法是很有限的。酶法合成肽則有若干優(yōu)點，其安全性極高、價廉易于推廣。因此，作為食物和飼料添加劑生產(chǎn)，酶法合成肽成為最佳選擇。         5 結(jié)論     綜上所述，通過對肽的吸收機制及其生物活性所做的大量基礎性研究，已取得了一些進展。首先，肽的吸收機制不同于氨基酸，它具有轉(zhuǎn)運速度快、耗能低、不易

17、飽和的特點。其次，以肽的形式來滿足動物氨基酸需要，有可能提高動物生產(chǎn)力。第三，肽類具有很多生理活性，可作為添加劑或藥物開發(fā)，有非常廣闊的應用前景。第四，肽的大量生產(chǎn)可以通過酶法合成，從而為肽在畜牧生產(chǎn)中的應用提供了實用、安全的途徑。         參考文獻     1 施用暉,等.四川農(nóng)業(yè)大學學報，1996，增刊，36-45     2 陳勇,等.中國飼料，1999，12：15-17     3

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