優質的蛋白質由它決定
肽是两个或两个以上的氨基酸以肽键相连的化合物,在人体内起重要生理作用,发挥生理功能。具有活性的多肽称为活性肽,又称生物活性肽或生物活性多肽。肽类物质广泛存在于生物体内,其组成是小于50个氨基酸的低分子蛋白质,因此被称为生物活性肽(也叫功能肽)。人体内大脑、胃肠、内分泌、心脏等均可合成、释放具有功能调节的肽类物质。功能肽是在体内担负着重要调节功能的肽类物质。不仅具有与同源蛋白质相同的氨基酸组成,而且其消化吸收性能比蛋白质更好,因此它能起到维持和改善蛋白质营养状况的作用。
一个氨基酸的氨基与另一个氨基酸的羧基可以缩合成肽,形成的酰胺基在蛋白质化学中称为肽键。氨基酸的分子最小,蛋白质最大,两个或以上的氨基酸脱水缩合形成若干个肽键从而组成一个肽,多个肽进行多级折叠就组成一个蛋白质分子。蛋白质有时也被称为"多肽"。二胜肽(简称二肽),就是由二个氨基酸组成的蛋白质片断。
活性肽是一千多种肽的总称(如大豆肽,海参肽等是活性肽中的一种)。它在人的生长发育,新陈代谢,疾病以及衰老,死亡的过程中起着关键作用。活性肽是人体中最重要的活性物质。正是因为它在体内分泌量的增多或减少,才使人类有了幼年,童年,成年,老年直到死亡的周期。而服用活性肽便打破了生命的这一周期,从而达到延长生命,有效减缓衰老的神奇效果。
截止年9月,生物体内已发现几百种肽,是机体完成各种复杂的生理活性必不可少的参与者。所有细胞都能合成多肽物质,其功能活动也受多肽的调节。它涉及激素、神经、细胞生长和生殖各领域,其重要性在于调节体内各个系统器官和细胞。酶法多肽的生理和药理作用主要是激活体内有关酶系,促进中间代谢膜的通透性,或通过控制DNA转录或翻译而影响特异的蛋白合成,最终产生特定的生理效应或发挥其药理作用。
肽优于氨基酸,一是较氨基酸吸收快速;二是以完整的形式被机体吸收;三是主动吸收(氨基酸属被动吸收);四是低耗,与氨基酸比较,肽吸收具有低耗或不需消耗能量的特点,肽通过十二指肠吸收后,直接进入血液循环,将自身能量营养输送到人体各个部位;五是肽吸收较氨基酸,具有不饱和的特点;六是氨基酸只有20种,功能可数,而肽以氨基酸为底物,可合成上百上千种。肽是一种链状的氨基酸聚合物胜肽是属于降解的小分子胶原蛋白,含氨基酸基团,属于原料类产品。胜肽也是人体中原本就存在的成分,是一种氨基酸形成的链状结构。
我们所熟悉的蛋白质,就是一种多胜肽链。因氨基酸的组份和顺序各不相同而组成不同的肽。由两个氨基酸以肽键相连的化合物称为"二肽",以此类推,有9个氨基酸组成的化合物称为"九肽",由多个氨基酸(一般为50个,也有称个的)组成的肽则称为多肽,组成多肽的氨基酸单元称为"氨基酸残基"。肽键将氨基酸与氨基酸头尾相连。
目前,它成为全世界研究的热点、大量的国内外研究结果表明:生物活性肽是涉及生物体内多种细胞功能的生物活性物质,在生物体内已发现几百种,不同的生物肽具有不同的结构和生理功能,如抗病毒、抗癌、抗血栓、抗高血压、免疫调节、激素调节、抑菌、降胆固醇等作用。羊胎素也是活性肽的一种。
作用功效
主要分为医用类多肽药物,肽类抗生素,疫苗,农用类抗菌肽,饲料小肽,日化用化妆品,食品用大豆多肽,玉米多肽,酵母多肽,海参肽。从功能角度来分,可以分为,降压肽,抗氧化肽,降胆固醇肽,类鸦片活性肽,高F值寡肽,食品强味肽等等。
活性肽,与营养,荷尔蒙、酵素抑制、调节免疫、抗菌、抗病毒、抗氧化有非常紧密关系。多肽大体上分为:多肽类药物和多肽类保健品。传统的多肽类药物主要是多肽类激素,年对多肽类药物的开发已经发展到疾病防治的各个领域,特别是在以下各领域发展较快。
小肽在生物体内作为载体和运输工具,将人们平常所食的营养输送到人体各个部位,充分发挥其功能;小肽在生物体内作为神经递质,传递信息;小肽具有极强的活性和多样性,可全面调节人体生理功能,增强人体生理活性;肽不仅能提供人体生长发育所需的营养物质,而且具有特殊的生物学功能,可防治血栓、高血脂、高血压,延缓衰老,抗疲劳,提高机体免疫力,促进人体对蛋白质、维生素、氨基酸、钙、铁、锌、硒、镁、铜等多种对人体有益微量元素的吸收;有些小肽具有原食品蛋白质或其他组成氨基酸所没有的重要的生理机能。
生物活性肽中有些分子量较小的小肽,与氨基酸运输功能相比,生物活性肽中的小肽具有吸收快速、低耗和不饱和的特点。科学界和医学界可利用其特点为一些特殊状况下的人群补充营养,如术后伤口愈合期、康复期、身体复原期;精神压力大,过度劳累,食欲不振;食物中化学物质、重金属、辐射储存、残留农药,长服化学药物、中药余毒,消化系统损害引起的肠胃功能失调者;运动量大、体力劳动强度大须及时补充氮源,又不能增加肠胃功能负担者;消化系统因疾患障碍不能进食者;消化器官未发育成熟的婴幼儿,消化吸收功能开始衰退的老人。生物活性肽中的小肽对人体中的乳酸菌、双岐杆菌和酵母菌等多种有益维生物的生长有显著促进作用,这对食物营养的消化吸收具有重要意义。
1、现代免疫新品:生物活性多肽(小肽),如“非典”中发挥重要作用的“三九蛋白肽”,具有强化人体免疫功能,起到过去肽类药品对付现代病毒所取不到的功能。它可抗菌、抗现代病毒,阻止SARS细胞进入人体后,可模仿病毒表面的蛋白质论断,与病毒进行“竞争”,从而阻断病毒感染细胞的途径。因此,这种多肽是现代病毒的克星,是现代免疫的上品。这种多肽还具有刺激巨噬细胞的吞噬能力,抑制肿瘤细胞生长的作用。
2、多肽中神经肽可起到镇痛及调节人体情绪、呼吸、脉搏、体温的作用,与普通镇痛剂不同的是,它经过消化器官进入人体后无任何副作用。
3、降血压肽,它是通过抑制ACE的活性来实现降压功能,达到治疗高血压的目的。
4.有众多其他功能的活性肽,包括“调脂肽”、“减肥肽”、“酪蛋白磷酸肽(CPPs)”、“降糖肽(促胰酶肽)”、“激素肽(生长激素释放因子)”、“白蛋白胰岛素增长肽”、“抗菌肽”、“抗癌肽(肿瘤细胞坏死因子、环己肽、环肽)”和“抗艾滋病肽”等,都可利用其功能,防治“现代病”。
目前对肽类物质的应用主要在以下三个方面:
1.功能性食品:具有一定功能的肽类食品,目前是国际上研究的热点。日本、美国、欧洲已捷足先登,推出具有各种各样功能的食品和食品添加剂,形成了一个具有极大商业前景的产业。
2.肽类试剂:纯度非常高,主要应用在科学试验和生化检测上,价格十分昂贵。
3.肽类药物。
活性肽分子结构复杂程度不一,可从简单的二肽到环形大分子多肽,而且这些多肽可通过磷酸化、糖基化或酰基化而被修饰。依据其功能,活性肽大致可分为生理活性肽、调节肽、抗氧化肽和营养肽等,但因一些肽具有多种生理活性,因此这种分类只是相对的。本章主要介绍了生理活性多肽、调节肽的基本概念和生理功能等。
主要分类
生理活性肽是沟通细胞间与器官间信息的重要化学信使,通过内分泌等作用方式,使机体形成一个高度严密的控制系统,调节生长、发育、繁殖、代谢和行为等生命过程。这些多肽通称为生理活性肽。它主要有以下几种:
矿物元素结合肽:
多数矿物元素结合肽中心位置含有磷酸化的丝氨酸基团和谷氨酰残基,与矿物元素结合的位点存在于这些氨基酸带负电荷的侧链一侧,其最明显的特征是含有磷酸基团。与钙结合需要含丝氨酸的磷酸基团以及谷氨酸的自由羧基基团,这种结合可增强矿物质-肽复合物的可溶性。酪蛋白磷酸肽(简称CPP)是目前研究最多的矿物元素结合肽,它能与多种矿物元素结合形成可溶性的有机磷酸盐,充当许多矿物元素如Fe2+、Mn2+、Cu2+、Se2+,特别是Ca2+在体内运输的载体,能够促进小肠对Ca2+和其它矿物元素的吸收。
酪蛋白磷酸肽的分子内具有丝氨酸磷酸化结构,对钙的吸收作用显著。它是应用生物技术从牛奶蛋白中分离的天然生理活性肽,存在于牛乳干酪素中,有两种物质。由α-干酪素制成的α-酪蛋白磷酸肽是由37个不同氨基酸组成的磷肽,其中有与磷酸基相结合的丝氨酸7个,分子量为。由β-干酪素制成的β-酪蛋白磷酸肽,是由25个不同氨基酸组成的磷肽,其中有与磷酸基相结合的丝氨酸5个,分子量为3。酪蛋白磷酸肽是一类含有25~37个氨基酸残基的多肽,在pH7~8的条件下能有效地与钙形成可溶性络合物。
酪蛋白磷酸肽:
生理功能主要有以下几个方面:
(1)促进成长期儿童骨骼和牙齿的发育;
(2)预防和改善骨质疏松症;
(3)促进骨折患者的康复;
(4)预防和改善缺铁性贫血;
(5)抗龋齿。
日本、澳大利亚、德国等将其应用于功能性食品中,如日本添加酪蛋白磷酸肽的补钙、补铁功能性食品,包括液体饮料、强化乳制品、饼干、糕点、糖果等。我国已于年由广州市轻工研究所独家实现了酪蛋白磷酸肽的规模化工业生产,酪蛋白磷酸肽作为第一种用于食品中的矿物元素结合肽,日益受到人们的重视.
酶调节剂和抑制剂:
这类肽包括谷胱甘肽、肠促胰酶肽等。谷胱甘肽在小肠内可以被完全吸收,它能维持红细胞膜的完整性,对于需要巯基的酶有保护和恢复活性的功能,它是多种酶的辅酶或辅基,可以参与氨基酸的吸收及转运,参与高铁血红蛋白的还原作用及促进铁的吸收。
谷胱甘肽(GSH)是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸通过肽键缩合而成的三肽化合物,广泛存在于动物肝脏、血液、酵母和小麦胚芽中,各种蔬菜等植物组织中也有少量分布。谷胱甘肽具有独特的生理功能,被称为长寿因子和抗衰老因子。日本在20世纪50年代开始研制并应用于食品,现已在食品加工领域得到广泛应用。我国对谷胱甘肽的研究还处于起步阶段。谷胱甘肽的生产方法主要有溶剂萃取法、化学合成法、微生物发酵法和酶合成法等4种,其中利用微生物细胞或酶生物合成谷胱甘肽极具发展潜力,目前主要以酵母发酵法生产谷胱甘肽。
谷胱甘肽:
在生物体内有着重要的作用:
(1)作为解毒剂,可用于丙烯腈、氟化物、CO、重金属以及有机溶剂的解毒上。
(2)作为自由基清除剂,可保护细胞膜,使之免遭氧化性破坏,防止红细胞溶血及促进高铁血红蛋白的还原。
(3)对白细胞减少症起到保护作用。
(4)能够纠正乙酰胆碱、胆碱酯酶的不平衡,起到抗过敏作用。
(5)对缺氧血症、恶心以及肝脏疾病所引起的不适具有缓解作用。
(6)可防止皮肤老化及色素沉着,减少黑色素的形成,改善皮肤抗氧化能力并使皮肤产生光泽。
随着酶调节剂和抑制剂研究的不断深入,它们对人体的健康发挥越来越大的作用。
抗菌肽:
又称抗菌活性肽,它通常与抗生素肽和抗病毒肽联系在一起,包括环形肽、糖肽和脂肽,如短杆菌肽、杆菌肽、多粘菌素、乳酸杀菌素、枯草菌素和乳酸链球菌肽等。抗菌肽热稳定性较好,具有很强的抑菌效果。
除微生物、动植物可产生内源抗菌肽外,食物蛋白经酶解也可得到有效的抗菌肽,如从乳铁蛋白中获得的抗菌肽。乳铁蛋白是一种结合铁的糖蛋白,作为一种原型蛋白,被认为是宿主抗细菌感染的一种很重要的防卫机制。研究人员利用胃蛋白酶分裂乳铁蛋白,提纯出了三种抗菌肽,它们可作用于大肠杆菌,均呈阳离子形式。这些生物活性肽接触病原菌后30min见效,是良好的抗生素替代品。
神经活性肽:
多种食物蛋白经过酶解后,会产生神经活性肽,如来源于小麦谷蛋白的类鸦片活性肽,它是体外胃蛋白酶及嗜热菌蛋白酶解产物。
神经活性肽包括类鸦片活性肽、内啡肽、脑啡肽和其它调控肽。神经活性肽对人具有重要的作用,它能调节人体情绪、呼吸、脉搏、体温等,与普通镇痛剂不同的是,它无任何副作用。
免疫活性肽:
免疫活性肽能刺激巨噬细胞的吞噬能力,抑制肿瘤细胞的生长,我们将这种肽称为免疫活性肽。它分为内源免疫活性肽和外源免疫活性肽两种。内源免疫活性肽包括干扰素、白细胞介素和β-内啡肽,它们是激活和调节机体免疫应答的中心。外源免疫活性肽主要来自于人乳和牛乳中的酪蛋白。
免疫活性肽具有多方面的生理功能,它不仅能增强机体的免疫能力,在动物体内起重要的免疫调节作用;而且还能刺激机体淋巴细胞的增殖和增强巨嗜细胞的吞噬能力,提高机体对外界病原物质的抵抗能力。
调味肽:
某些活性肽可以提高食品的适口性,改善食品的风味,我们把这种肽称为调味肽。
酸味肽:
酸味肽通常与酸味和Umami味有关。Umami味具有谷氨酸钠的味道,它通常由含有谷氨酸钠盐和天冬氨酸钠盐的二肽或三肽组成。首次从木瓜蛋白酶处理的牛肉提取物中分离出来的八肽,被称为“美味肽”,是代表Umami风味最好的例子。据报道,美味肽具有典型的牛肉汤味道,这主要归因于N-末端二肽Lys-Gly、中心酸性三肽Asp-Glu-Glu和C-末端三肽Ser-Leu-Ala的协同效应。
甜味肽:
甜味肽典型的代表是二肽甜味素和阿力甜素,它们具有味质佳、安全性高、热量低等特点。其中二肽甜味素已经被70多个国家批准在余种食品和药品中应用,可用于增强食品的甜度,调节风味。此外,赖氨酸二肽被证明是二肽甜味素有效的替代品,其不含酯的功能特性,在食品加工和贮藏过程中更加稳定。
激素肽:
激素类肽包括生长激素释放肽、催产素等,它们通过自身作为激素或调节激素反应而产生多种生理作用。激素肽作为20世纪90年代发展起来的一类新合成的生物活性肽,在动物体中具有释放生长激素的生物活性。
抗氧化肽:
某些食物来源的肽具有抗氧化作用,其中人们最熟悉的是存在于动物肌肉中的一种天然二肽—肌肽。据报道,抗氧化肽可抑制体内血红蛋白、脂氧合酶和体外单线态氧催化的脂肪酸败作用。此外,从蘑菇、马铃薯和蜂蜜中鉴别出几种低分子量的抗氧化肽,它们可抑制多酚氧化酶的活性,可直接与多酚氧化酶催化后的醌式产物发生反应,阻止聚合氧化物的形成,从而防止食品的棕色反应。通过清除重金属离子以及促进可能成为自由基的过氧化物的分解,一些抗氧化肽和蛋白水解酶能降低自动氧化速率和脂肪的过氧化物含量。
营养肽:
对人或动物的生长发育具有营养作用的肽,称为营养肽。如蛋白质在肠道内酶解消化可释放游离的氨基酸和肽。大量研究表明,蛋白质和肽除可直接供给动物机体氨基酸需要外,对动物生长还有一些特殊的额外作用。以游离氨基酸代替完整蛋白质的数量是有限的,低蛋白日粮无论如何平衡氨基酸都无法达到高蛋白日粮的生产水平。动物日粮中蛋白质的重要性部分体现在小肠部位可以产生具有生物活性的肽类。肽类的营养价值高于游离氨基酸和完整蛋白质,其原因有以下几个方面:
1.一般来说,小肽的抗原性要比大的多肽或原型蛋白质的抗原性低。
2.与转运游离氨基酸相比,机体转运小肽通过小肠壁的速度更快。
3.肽类的渗透压比游离氨基酸低,因此可提高小肽的吸收效率,减少渗透问题。
4.小肽还具有良好的感官/味觉效应。
目前,活性肽的研究领域发展很快,已经受到了各国科学家和政府的高度重视,短短的几年内,就有众多的生物活性肽被辩认出来。有些活性肽已经作为功能性食品实现了工业化生产。生物活性肽的研究与开发作为国际上新兴的生物高科技领域,具有极大市场潜力。
按原料划分的肽类有:
乳肽:主要由动物乳中酪蛋白与乳清蛋白酶解制得,比原蛋白更易溶解于水和人体消化吸收,耐酸、耐热、渗透压底,是活性肽中需求量最大、应用最广的保健功能素材。大豆肽:由大豆蛋白酶解制得。具有低抗原性、抑制胆固醇、促进脂质代谢及发酵等功能。用于食品能快速补充蛋白质源,消除疲劳和做双歧增殖因子。玉米肽:由玉米蛋白酶解制得。具有抗疲劳,改善肝、肾、肠胃疾病患者营养的功能,并可促进酒精代谢,用做醒酒食品。豌豆肽:酶解豌豆蛋白制得。口味温和,价廉,可用于婴儿配方乳粉。卵蛋白肽:酶解卵蛋白制得。具有易消化吸收、抵抗原。耐热等特点,可用于流动食品、营养食品或糕点中。
畜产肽:牲畜肌肉、内脏、血液中的蛋白经酶解而制得不同的畜产肽。如脱脂牛肉酶解制得牛肉肽,含较高支链氨基酸和肉毒碱,是低热量蛋白质补充剂;新鲜猪肝经酶解、脱色、脱臭、超滤精制得肝肽,可做促铁吸收剂,用于婴儿食品、饮料、糕点等;猪血经酶解制得血球蛋白肽,可用于各类食品。水产肽:各种鱼肉蛋白酶解制得的肽,如沙丁鱼肽,是血管紧张素转换酶抑制肽,不含苦味,可用于防止高血压的保健食品或制剂。丝蛋白肽:蚕茧丝蛋白经酶解制得的低肽,具有促进酒精代谢、降胆固醇、预防痴呆等多种功能,可用于醒酒食品和特种保健食品。复合肽:动植物、水产、畜产等多种蛋白质混合物经酶解制得的复合肽,具有改善脂制代谢等功能,可用于各类保健食品。
此外,活性肽类还可作为药物使用。目前,已经生产出的肽类药物达数百种,涉及到大部分疾病的临床治疗。例如胰岛素的人工合成,它已解救无数糖尿病患者的生命。年,我国爆发了非典型肺炎(SARS)。第四军医大学研究人员在进行抗非典药物研究中,发现了3个对SARS病毒有明确抑制作用的多肽。这一抑制冠状病毒的研究对系列多肽药物的合成、为研制抗非典药物奠定了坚实的基础。这3个多肽已正式通过中国疾病预防控制中心病毒病预防控制所、病毒资源中心的鉴定。
研究人员认为非典冠状病毒是一种单链核糖核酸病毒。在非典病原体被确定后,研究人员发现非典冠状病毒外围有一个类似“日冕”的圆环,其内部的4个结构蛋白,尤其是S蛋白在非典病毒的自身复制、侵蚀人体细胞中起关键作用,而多肽可以阻止冠状病毒侵入细胞,从而抑制冠状病毒入侵人体细胞。专家们说,在世界范围内,临床上还没有特效的药物治疗SARS,因此,这一类多肽对非典冠状病毒具有明确的抑制作用。年5月15日,中国国家知识产权局已经对我国这个研究成果受理了专利申请。
现代营养学研究发现:人类摄食蛋白质经消化道的酶作用后,大多是以低肽形式消化吸收的,以游离氨基酸形式吸收的比例很小。进一步的试验又揭示了肽比游离氨基酸消化更快、吸收更多,表明肽的生物效价和营养价值比游离氨基酸更高。这也正是活性肽的无穷魅力所在。
生物活性肽是蛋白质中20个天然氨基酸以不同组成和排列方式构成的从二肽到复杂的线性、环形结构的不同肽类的总称,是源于蛋白质的多功能化合物。活性肽具有多种人体代谢和生理调节功能,易消化吸收,有促进免疫、激素调节、抗菌、抗病毒、降血压、降血脂等作用,食用安全性极高,是当前国际食品界最热门的研究课题和极具发展前景的功能因子。
多肽在诊断试剂中最主要的用途是用作抗原,检测相应病原生物的抗体。多肽抗原的特点是比天然微生物或寄生虫蛋白抗原的特异性强,且易于制备。年用多肽抗原装配的抗体检测试剂包括:甲、乙、丙、庚型肝病病毒、艾滋病病毒、人巨细胞病毒、单纯疱疹病毒、风疹病毒、梅毒螺旋体、囊虫、锥虫、莱姆病及类风湿等检测试剂。使用的多肽抗原大部分是从相应致病体的天然蛋白质内分析筛选获得,有些是从肽库内筛选获得的全新肽。
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