专题4-生物活性肽及其研究进展-.ppt

生物活性肽及其研究进展,主要内容,生物活性肽的概述生物活性肽的分类及其作用原理生物活性肽的制备,蛋白质是人类生命活动中不可缺少的营养物质，与脂类、碳水化合物并称为人体三大必需营养素。,蛋白质水解,蛋白质是由20种基本氨基酸构成的非常复杂的聚合物，这些构成单元是通过取代的酰胺键（肽键）连接的。,氨基酸的化学名称为氨基酸，化学通式为：,蛋白质在结构和功能上的差异是由于酰胺键连接的氨基酸顺序不同而造成的。食品蛋白质:是那些易于消化、无毒、富有营养、在食品产品中显示功能性和来源丰富的蛋白质。,一个氨基酸的羧基和另一个氨基酸的氨基脱水缩合形成的化合物称为肽。例如：,多肽:是指分子结构介于氨基酸和蛋白质之间的一类化合物。,多肽的含义更广泛一些,多肽和蛋白质之间并没有严格的区分,多肽指由低于五十个氨基酸组成的化合物。,一、生物活性肽的概述,肽：一个氨基酸的羧基和另一个氨基酸的氨基脱水缩合形成的化合物称为肽。例如：,肽的吸收利用,蛋白质消化利用：氨基酸，唯一途径？20世纪60年代，证明肽可被吸收！从消化道总体来讲，小肽在胃肠道中消化吸收比蛋白质、游离氨基酸消化吸收要好，速度快。,图1食物蛋白消化、吸收示意图,肽的消化吸收,小肠内存在一个寡肽的吸收通道，小肽的吸收是逆浓度梯度进行的，其转运系统可能有3种：依赖H+浓度或Ca2+浓度的主动转运过程，需要消耗ATP；具有pH依赖性的非耗能Na+/H+交换转运系统；谷胱甘肽（GSH）转运系统，由于谷胱甘肽在生物膜内具有抗氧化作用，因而GSH转运系统可能具有特殊的生理意义。,生物活性肽,生物活性肽(BAP)biologicalactivepeptides，是一类具调节机体新陈代谢、参与生命活动调节的肽类物质。,生理功能主要有类吗啡样活性、激素和调节激素的作用，免疫调节，抗高血压，降胆固醇，抑制细菌、病毒，抗癌作用，抗氧化和清除自由基作用，改善元素吸收和矿物质运输，调节食品风味、口味和硬度等。生物学意义主要体现在其吸收机制优于氨基酸和具有氨基酸不可比拟的生理功能两个方面。,二、生物活性肽的分类及其作用原理,活性多肽包括：酪蛋白磷肽谷胱甘肽降血压肽高F值低聚肽抗菌肽抗氧化肽免疫球蛋白等营养肽调味肽,1、酪蛋白磷酸肽（CCP）,酪蛋白中富含磷酸丝氨酸(Ser-P)的天然多肽。,（一）结构,最典型的有as2-CPP和-CPP两种：,CCP核心结构：成串的磷酸丝氨酸和谷氨酸簇,此结构是CPP发挥生理功能的重要结构基础，且CPP氮与磷摩尔比值(N:P)与其功能关系密切：N:P越小，CPP肽键越短，磷酸基密度越高，CCP生理功能越强。,(二)生理功能及作用机理,1促进小肠对钙的吸收,2促进骨骼对钙的利用,3抗龋齿作用,4提高精子细胞的受精率,（1）促进小肠对钙的吸收,18,CPP对二价金属离子有强的亲和力，在小肠这种弱碱性环境中能与游离钙结合形成可溶性络合物，增加可溶性钙的浓度，促进肠道对钙的吸收。,（2）促进骨骼对钙的利用,CCP能提高钙的溶解度，维持钙溶液的稳定性，减弱破骨细胞作用，增加钙在骨骼上的沉积，促进骨骼生长和防治骨质疏松、佝偻病等作用。,2、谷胱甘肽（GSH）,含巯基的低分子肽，由3个氨基酸组成,（一）结构：由谷氨酸、半胱氨酸及甘氨酸组成,L-谷氨酰-L-半胱氨酰-甘氨酸,活泼的巯基(-SH),21,氧化型谷胱甘肽(GSSG),活泼的巯基(-SH),特殊结构：N末端肽键由谷氨酸的-羧基和半胱氨酸的氨基构成，使得它在细胞内稳定。,巯基是GSH发挥生物学功能所必需的。,还原型谷胱甘肽(GSH),22,(二)谷胱甘肽的生理功能及作用机理,1清除自由基作用,2参与解毒作用,3维持红细胞的完整性,4保护肝细胞、促进肝功能作用,5防治眼角膜疾病,6其他功能,（1）自由基的清除作用,23,GSH清除自由基作用的机理：,清除H2O2和ROOH，抑制自由基生成,直接作用于自由基，使之转化为稳定的分子2GSH+2R2GSSG+2RH,25,（2）参与解毒作用,26,GSH自身巯基与自由基结合,清除细胞内外的自由基，维持红细胞的完整性和正常功能。,保护肝细胞膜、促进肝脏酶活性、促进肝脏合成功能和肝脏解毒功能。,（3）维持红细胞的完整性,（4）保护肝细胞、促进肝功能作用,27,（5）防治眼角膜疾病,GSH的含量及活性下降是白内障的重要致病因素；提高GSH水平，可防治白内障。,（6）其他功能,美容、抗过敏等,三、降血压肽,28,（一）降血压肽的结构,活性中心的分子结构与氨基酸组成存在共同点：N末端一般为长链或具有支链的疏水性氨基酸；C末端氨基酸一般为具有环状结构的芳香族氨基酸。,活性除与氨基酸的组成及结构有关外，还与其分子质量有关，分子质量1000D的组分降血压活性最强,亮氨酸,苯丙氨酸,食品蛋白中分离ACE抑制肽：热点降血压效果不及合成药物对正常血压无影响安全性，天然来源,（二）生理功能及作用机理,作用机理：通过抑制人体内血管紧张素转换酶ACE的活性而实现,四、高F值低聚肽,（一）结构一个由37个氨基酸残基所组成的混合小肽（或称寡肽）体系，同时该肽的氨基酸组成要求是支链氨基酸含量高、芳香族氨基酸含量低的蛋白前体Fischer值，是支链氨基酸（Branchedchainaminoacids，BC）和芳香族氨基酸(Aromaticminoacids，AC)的摩尔比值。,由于BC主要是由肌肉同化，而AC则在肝脏同化，当肝脏病变时，AC的同化作用受阻，而BC则因氧化加速而消耗更为加快，因此肝脏病人必然产生BC缺乏和AC过多症，也即：肝脏病人血液中的氨基酸组成必然会失去平衡而形成高芳低支的肝病血液模式。口服或静滴高F值制品均可取得平衡血浆氨基酸组成的效果。为达到治疗效果，F值应20。,因此高F值寡肽具有辅助治疗肝性疾病，改善手术后和卧床病人的蛋白质营养状况，抗疲劳等特殊功效。,（二）生理功能及作用机理,1、防治肝性脑病高F值低聚肽能有效维持血液中BC的浓度，纠正血液和脑中氨基酸的病态模式，改善肝昏迷程度和精神状态。BC还可通过增加氮储备来降低患者氨浓度，从而减轻或消除肝性脑病的症状。,2、改善蛋白质营养状况,补充外源性BC，可节省来自蛋白质分解的内源性BC，起到节氮作用。同时低聚肽在肠道内易于消化和吸收，故可作肠道营养剂。高F值低聚肽被广泛应用来改善烧伤、外科手术、脓毒血症等高付出病人以及因缺乏酶系统而不能分解和吸收蛋白质的患者的蛋白质营养。,3抗疲劳作用,在特殊的应激情况下，BC可直接向肌肉提供能源。因此，高F值低聚肽可用作高强度工作者及运动员的食品营养剂，以即时补充能量、消除疲劳、增强体力。,五、抗菌肽,抗菌肽是小的阳离子多肽，是进化上具有保守性的防御机制。细菌、昆虫、植物和蔬菜当中：抗菌肽保护机体免受病原体感染。哺乳动物体内：抗菌肽能有效阻止细菌、病毒、真菌和各种寄生虫的侵袭。抗菌机制：尚不明确。人们普遍认为抗菌肽通过阳离子间的相互作用，对细菌细胞膜和磷脂带负电荷基团进行破坏，达到抗菌目的。,微生物、动植物可产生内源抗菌肽,替代抗生素,食物蛋白经酶解也可得到抗菌肽,六、神经活性肽,神经活性肽是一类能够作为激素和神经递质与体内的、-受体相互作用，能够调节神经的信息传递，可起到镇痛、调节呼吸及体温等功能的肽。主要有类鸦片活性肽、脑啡肽，以及其它神经活性肽如生长激素抑制剂、舒缓激肽和促甲状腺释放激素等。神经活性肽主要存在于牛乳、鲔鱼、大豆及其它豆类等许多食品蛋白质的水解物中，现已成为食品药理学的研究焦点之一。,七、抗氧化肽,抗氧化肽具有清除羟自由基、超氧阴离子自由基的能力。抗氧化肽的抗氧化活性与多肽的相对分子质量大小、氨基酸序列、氨基酸侧链基团、金属盐络合有关。,生理功能及作用机理,1）金属离子螯合作用肌肽分子中含有咪唑基，具有螯合金属离子的能力，特别是铜离子引起的脂肪氧化作用。2）自由基清除作用肌肽侧链上的组氨酸残基可作为氢的受体，具有捕捉自由基、单质氧和过氧化氢自由基的作用，可以抑制非金属离子引起的脂肪氧化作用,八、营养肽,人们实验发现补充足量必需氨基酸日粮并不一定获得理想的生产率:必需氨基酸在动物体蛋白形成中的必要性只是一方面。游离氨基酸通过消化道粘膜的动载系统达到饱和后，能限制氨基酸总吸收量。游离氨基酸进入体内，必须经过特定的排序后才能合成体蛋白。,肽类的营养价值高于游离氨基酸和完整蛋白质：,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；肽和游离氨基酸具有不同转运体系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；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；小肽还具有良好的感官/味觉效应。,健康人：,摄食膳食蛋白质,小分子肽和氨基酸,体内合成激素、酶、蛋白质,疾病状态:,体内不能合成多肽,一般饮食补充营养受到影响,直接服用、注射氨基多肽（寡、小肽）和L氨基酸,多种酶受到抑制,九、食品调味肽,甜味肽：无糖食品、减肥食品、老年食品二肽，甜味素，阿斯巴甜酸味肽：谷氨酸钠盐和天冬氨酸钠盐的二、三