海洋生物活性肽研究进展

1、.：.；海洋生物活性肽研讨进展 HYPERLINK dbxk/article/article/115/ t _blank 海洋生物物种的多样性以及所含化合物的特异性，为 HYPERLINK dbxk/article/article/115/ t _blank 海洋生物资源的开发利用提供了许多机遇与挑战。由于 HYPERLINK dbxk/article/article/115/ t _blank 海洋存在许多极端环境，如高压深海、低温极地、深海、高温海底火山口和高盐等。为了顺应这些极端的 HYPERLINK dbxk/article/article/115/ t _blank 海洋生境， HY

2、PERLINK dbxk/article/article/115/ t _blank 海洋生物蛋白质无论氨基酸的组成或序列都与陆地生物蛋白有很大的不同。生物活性肽是指那些有特殊生理活性的肽类。同时， HYPERLINK dbxk/article/article/115/ t _blank 海洋生物蛋白资源无论在种类还是在数量上都远远大于陆地蛋白资源，并且未得到很好的开发。1 HYPERLINK dbxk/article/article/115/ t _blank 海洋天然生物活性肽天然存在的活性肽包括肽类抗生素、激素等生物体的次级代谢产物以及各种组织系统，如骨骼、肌肉、免疫、消化、中枢神经系统

3、中存在的活性肽。随着人们对 HYPERLINK dbxk/article/article/115/ t _blank 海洋资源认识程度的提高，以及现代生物技术在 HYPERLINK dbxk/article/article/115/ t _blank 海洋药物研讨中的运用，RP-HPLC,2D-NMR,TOF- MS,手性色谱包括GC, HPLC)等技术的开展，使得对 HYPERLINK dbxk/article/article/115/ t _blank 海洋活性肽的研讨易于进展。目前研讨的 HYPERLINK dbxk/article/article/115/ t _blank 海洋活性肽

4、主要包括来源于海鞘、海葵、海绵、芋螺、海星、海兔、海藻、鱼类、贝类等的活性肽以及在 HYPERLINK dbxk/article/article/115/ t _blank 海洋生物中广泛分布的生物防御素。1.1海鞘多肽 海鞘(Ascidian)属于脊索动物门，海鞘纲与尾索动物亚门的另外两个纲称为被囊动物Tunicate，约有2000种，海鞘是被囊动物中种类最丰富、含有重要生物活性物质最多的一类。自1980年Ireland等从海鞘中发现一个具有抗肿瘤活性的环肽Ulithiacycla- mide以来，不断有环肽从此类 HYPERLINK dbxk/article/article/115/ t

5、_blank 海洋生物中发现。最令人瞩目的是从加利福尼亚海域及加勒比海中群体海鞘Trididemnum solidum. 中分别出的3种环肽Didemnin AC,它们都具有体内和体外抗病毒和抗肿瘤活性，其中Didemnin B的活性最强，对乳腺癌、卵巢癌具明显的抑制活性。同时，它还有明显的免疫抑制活性，体内活性较环抱霉素A强 1000倍，有望成为新型抗肿瘤药1.2海葵多肽海葵(Anemone)是另一类富含生物活性物质的 HYPERLINK dbxk/article/article/115/ t _blank 海洋生物。文献报道从 HYPERLINK dbxk/article/article/

6、115/ t _blank 海洋生物海葵中提获得到的溶细胞性活性肽可分为3类： (1)存在于16种海葵中的鞘磷脂抑制性碱性多肽，平均相对分子质量在1500021000之间。2从Metridrum senile属海葵中分别得到的具胆固醉抑制活性肽，其平均相对分子质量在80000左右。3从Aiptasu palli- da属海葵中分别提取的、活性未知的Aipta- siolysin A多肽。1.3海绵多肽 海绵(Sponge)是最低等的多细胞动物，构造较简单，但作为一个特殊生物群体含有极丰富的生物活性物质。富含活性多肽的海绵包括离海绵目、外射海绵目、石海绵目、软海绵目、硬海绵目。Jaspamide

7、是从斐济和几内亚海域离海绵目Jaspis属海绵中分别得到的环肽。实验证明该肽具有杀伤线虫活性和细胞毒活性，其构造的全合成曾经完成。 Geodiamolides A,B是从加勒比海离海绵目 Geodia sp.属海绵中分别得到的环肽成分。具有细胞毒活性，利用NMR和X-射线晶体衍射分析已确定其化学构造。Celenamides AD是从东太平洋硬海绵目中分别得到的具乙酞化的小肽，体外实验证明具有降低血色素的作用。1.4芋螺多肽芋螺(Conus)是 HYPERLINK dbxk/article/article/115/ t _blank 海洋腹足纲软体动物，其在猎取鱼、 HYPERLINK dbxk

8、/article/article/115/ t _blank 海洋蠕虫、软体动物时常分泌一系列毒性物质，称为芋螺毒素(Conotoxin)。经过近20年的研讨已发现的芋螺毒素有近百种，主要包括-芋螺毒素、-芋螺毒素、- 芋螺毒素、-芋螺毒素。大多为由1030个氨基酸残基组成的小肽，富含2对或3对二硫键，是迄今发现的最小核酸编码的动物神经毒素肽，也是二硫键密度最高的小肽。其活性与蛇毒、蝎毒等动物神经毒素类似，可引起动物出现惊厥、颤抖及麻木等病症。1.5海星多肽从烫灼或自主 HYPERLINK dbxk/article/article/20/ t _blank 运动的一种海星所分泌的体液中分别纯化

9、到一种自主刺激因子。凝胶电泳分析阐明该肽的相对分子质量为1200, HPLC检测为单峰组分。具有刺激细胞 HYPERLINK dbxk/article/article/20/ t _blank 运动并使之产生应激反响的功能。1.6海兔多肽从印度海兔(Dolabella auricularia)中分别到10种细胞毒性环肽Dollabilatin 1 10。其中Dollabilatinl0对B16黑色素瘤治疗剂量仅为1.1gmL-1，是目前知活性最强的抗肿瘤化合物之一。1.7海藻多肽海藻(Alga)种类繁多，其中含有的生物活性物质也多种多样。从培育的蓝藻中分别出一种具有鱼毒性、抗菌、杀细胞活性的生

10、物活性肽，已具备大规模消费才干。Hor- mothamin是从海藻Prymnesium patellife- rum中提取的毒素肽，具有溶细胞、细胞毒和神经毒等活性，其作用机制主要是影响脑垂体细胞静止期的钙离子通道、提高电压敏感性钙离子通道的释放，促进脑内激素如催乳素的分泌添加而产生作用。从海藻Lyngb- ya majuscula中分别到一具有细胞毒活性的环肽majusculamide C,它对X5536骨髓瘤细胞的抑制效果到达35。1.8鱼类多肽鱼类是人们最早食用的 HYPERLINK dbxk/article/article/115/ t _blank 海洋生物之一，其体内含有丰富的蛋白

11、质成分，营养价值相当高。但从其中开发具有药用价值的活性物质的研讨却较少。曾有报道从铜吻蓝鳃太阳鱼中分别并鉴定出4种具缓激肽活性的肽类，对鱼肠组织细胞具有剧烈的刺激作用。还有研讨从大西洋鳕鱼Gadus morhua、虹蹲(Ondorhyridus mykis)、欧洲鳗鲡(An- guilla anguilla)等鱼类的嗜铬细胞组织中提取到一系列的生物活性肽及其类似物，并利用免疫组织化学方法研讨其在细胞组织中的作用，发现此类肽与肾上腺素受体具有一定的亲合性，能够具有控制儿茶酚类物质释放的作用。 1.9贝类多欣 从 HYPERLINK dbxk/article/article/115/ t _bla

12、nk 海洋贝类的神经元中提取到2种神经肽Pd5和Pd6,它们具有促进神经元产生的活性。利用HPLC方法纯化并对其氨基酸序列进展了分析。现已完成其构造的全合成。 1.10生物防御素 生物防御素(Defensin)是近年来发现的一组新型抗菌活性肽。它们通常都是由35 50个氨基酸残基组成，且分子内富含二硫键。由于其具有结实的分子骨架、广泛的分布以及生物活性功能，因此对它们的研讨已成为当前国际学术界中一个引人关注的研讨热点。各类抗菌防御素不但在构造上具有相应的保守序列和类似的严密空间构型，在功能上也都有类似的共性如抗菌、抗病毒才干和细胞毒性作用等。无论-、-防御素对革兰阳性和阴性细菌都具有杀伤作用。

13、相对而言，它们对革兰阳性细菌，显示了更强的杀伤才干，而植物防御素被以为是真菌生长的有效抑制剂。许多-防御素如NPI2，HNPI 3等已被验证了对病毒的杀伤作用。各类防御素除具有上述抗菌和抗病毒效果外，对本身细胞似乎也有损害作用，如已有实验阐明多形核细胞可释放某种细胞损害因子，该因子的产生和作用似乎与多形核细胞胞内防御素的含量成正比关系。此外某些防御素还能杀死肿瘤细胞、淋巴细胞、嗜中性粒细胞和内皮细胞等。其杀伤才干呈现浓度和时间依赖性，通常最适浓度为25l00gmL-1，作用6h到达最大效能。 大量的研讨资料阐明，防御素与其他类型抗菌肽作用机制类似，它们主要是经过在细胞膜上构成通道，引起细胞离子

14、通道性的失衡和胞内物质的走漏、进而导致细胞活动的异常。防御素在细胞膜上的通道构成过程与膜的磷脂组成成分和所处的温度环境等要素有关。然而，一旦防御素在膜上构成了通道，上述要素便不会对其通道的活动构本钱质的影响。 生物防御素的抗菌、抗病毒及其杀伤肿瘤细胞的多重功能效应无疑正展现着它们对物种生存、抵御损害以及提高人的 HYPERLINK dbxk/article/article/22/ t _blank 生活质量等实践运用中的显要身价。另一诱人的前景是，这些防御素由于分子小并具有稳定的分子构造等优点，又为当今研制多肽新药提供了理想的分子设计骨架和模板。 2 HYPERLINK dbxk/articl

15、e/article/115/ t _blank 海洋酶解生物活性肽 天然存在的活性肽大部分或含量微少，或提取难，缺乏以大量消费供应所需；化学人工合成又费时费力，本钱昂贵；因此，人们更多地把目光投向开发蛋白酶解产物这条途径上来。 2.1 水解营养蛋白消费生物活性肽的实际根底 过去，人们不断未对利用贮藏蛋白，如花生、大豆、小麦等种子蛋白等和动物营养蛋白如乳蛋白水解制备生物活性肽给予应有的注重，但是如今科学家逐渐留意到：在营养蛋白的多肽链内部能够普遍存在着功能区，选择适当的蛋白酶水解，这些多肽有能够被释放出来，从而制备各种各样的生物活性肽。 从生物进化上看，营养和贮藏蛋白应该是从功能蛋白进化而来的，

16、由于原始的生物是不能够合成大量此类蛋白的。当生物进化到需求为后代发育提供营养时，它不能够凭空制造出一种营养蛋白，最好的方法就是经过假设干功能区(构造域,Domain) DNA“组装 出营养或贮藏蛋白基因。所以，在不同的营养和贮藏蛋白的多肽中能够广泛存在着不同的功能区，选择适当的蛋白酶就可将其释放出来，复原其功能特性，经过这种方法可以获得相当广泛的生物活性短肽。 从免疫学看，虽然不同的生物都具有功能上非常类似的蛋白质，但是由于其非功能区存在着较大氨基酸差别，所以不能相互运用，由于生物正是经过免疫系统识别本身蛋白和外来蛋白的这些非功能区的差别来去除异己和坚持本身稳定性的。假设我们把留意力放在这些具

17、有不同生理功能的生物活性短肽上，那么我们能够有效地防止免疫排斥反响的困扰。例如，乳转铁蛋白用于注射能够会产生免疫排斥反响，但假设用其水解所得到的短肽，就能够平安地用于注射。再照实验证明免疫活性肽和白细胞介素类似，可以激活T细胞和巨噬细胞，从而加强机体免疫力，虽然它来源于动物蛋白，但研讨阐明它能够平安地用于医药。 从生物多样性来看，生物的各种功能大多蛋白质的多样性。这是由于20种氨基酸在陈列成不同长度的多肽链时，具有天文数字的多样性。所以20个氨基酸残基组成的多肽，其序列多样性足可以胜任一切生物的一切功能。也就是说，实际上一切的生物功能肽都能够以短肽的方式找到。 由于生物对营养蛋白和贮藏蛋白需求

18、量很大，基因表达率自然很高。因此，这些蛋白在自然界蕴藏量极大。经过蛋白酶水解这些蛋白所获得的生物活性肽具有很多优点：原料廉价，本钱低，平安性好，不需求很高级的实验条件和很贵重的仪器设备，便于工业化消费。大量文献阐明，该研讨领域开展很快，曾经遭到了各国科学家和政府的高度注重，在短短的几年里就有众多的生物活性肽被识别出来并进展了系统研讨。有些生物活性肽曾经作为保健食品和药物实现了工业化消费，并获得宏大的 HYPERLINK dbxk/article/article/23/ t _blank 经济效益，如酪蛋白磷酸肽 (Casein phosphopeptides,CPPs)和类吗啡因子等。综上所述

19、，生物活性已展现了非常好的开发和运用前景。 2.2 HYPERLINK dbxk/article/article/115/ t _blank 海洋蛋白源是开发生物活性肽的重要资源之一 种类繁多的 HYPERLINK dbxk/article/article/115/ t _blank 海洋蛋白氨基酸序列中，潜在着许多具有生物活性的氨基酸序列，用特异的蛋白酶水解，就释放出有活性的肽段。生物活性肽是世界上药物及保健品研讨的热点，目前经过蛋白酶解消费的活性肽主要来源于陆地的蛋白源，如牛乳酯蛋白、大豆蛋白、玉米醇溶蛋白等。而 HYPERLINK dbxk/article/article/115/ t

20、_blank 海洋蛋白源酶解的活性肽非常少，但这决不意味着 HYPERLINK dbxk/article/article/115/ t _blank 海洋蛋白源的蛋白质氨基酸链中没有潜在的活性肽序列，而主要是由于没有进展很好的研讨开发。 HYPERLINK dbxk/article/article/115/ t _blank 海洋生物资源的优化利用和高值化是未来15年我国 HYPERLINK dbxk/article/article/115/ t _blank 海洋高技术开展的重要研讨内容之一。 2.3酶工程技术运用于 HYPERLINK dbxk/article/article/115/ t

21、 _blank 海洋蛋白酶解活性肽的研讨 将陆地微生物发酵工程和酶工程技术运用于 HYPERLINK dbxk/article/article/115/ t _blank 海洋蛋白资源的综合利用研讨，以 HYPERLINK dbxk/article/article/115/ t _blank 海洋生物蛋白资源为原料，经过生物酶解、提取、加工，可消费许多酶解陆地蛋白源和化学合成所无法消费的产品和资料，研制出系列天然、高效、新颖的生物活性肽。 首先，应大力加强用于 HYPERLINK dbxk/article/article/115/ t _blank 海洋蛋白源酶解的公用蛋白酶制剂的开发。目前国

22、内进展工业化消费的蛋白酶制剂大多是用于酶解陆地或淡水的蛋白源，由于陆地生态环境、淡水生态环境与 HYPERLINK dbxk/article/article/115/ t _blank 海洋生态环境具有很大的差别， HYPERLINK dbxk/article/article/115/ t _blank 海洋生物为了顺应所处的特殊的生态环境，其氨基酸的组成和序列一定与源于陆地及淡水生物的蛋白源具有很大的差别。目前进展工业消费的蛋白酶制剂能够无法高成效于 HYPERLINK dbxk/article/article/115/ t _blank 海洋蛋白源的酶解。因此，应从 HYPERLINK d

23、bxk/article/article/115/ t _blank 海洋生物体内、海水及 HYPERLINK dbxk/article/article/115/ t _blank 海洋污泥中分别、纯化可高效酶解不同 HYPERLINK dbxk/article/article/115/ t _blank 海洋蛋白源的高产蛋白酶的菌株，对其产酶动力学、酶学性质进展研讨，并对其产酶特性进展优化。 其次，要加强酶工程技术研讨。经过酶工程技术现已从 HYPERLINK dbxk/article/article/115/ t _blank 海洋低值鱼虾中分别出多种具有抗高血压活性的活性肽。其氨基酸序列如

24、下：C8肽沙丁鱼为Leu-Lys-Val-Gly- Val-Lys-Gln-Tyr; C11肽沙丁鱼为Try- Lys-SerPhe-Lys-Ile-Lys-Gly-Tyr-Pro-Val- Met，C8肽金枪鱼为Pro-Thr-His-Ile-Lys- Trp-Gly-Asp; C,肽南极磷虾为Leu-Lys- Tyr,但这项任务只是开场，仍有很多任务要做。 2.4利用 HYPERLINK dbxk/article/article/115/ t _blank 海洋低值鱼类及水产品度弃蛋白源进展酶解活性肽的高值化开发 向 HYPERLINK dbxk/article/article/115/

25、t _blank 海洋索取食物、功能蛋白和特殊活性物质，已成为世界各沿海国家 HYPERLINK dbxk/article/article/115/ t _blank 海洋开发的一项重要内容。如对低值鱼及水产加工废弃物进展水解、提取等深加工，制成水解鱼蛋白，用作食品添加剂，蛋白强化剂，或用作研制药物和功能食品的原料，已在世界各国展开。 对渔获物非食用部分的利用更能表达出科学技术如何提高产品的附加值。非食用部分包括低值小杂鱼及水产品加工废弃物，它们普通占渔获物的28。如何开发这些量大质低的渔获物，不断困扰着水产加工业。我国如今主要利用低值渔获物消费鱼粉，用于水产养殖和陆地畜禽养殖，但由于加工技术

26、落后，不但产品得率和附加值低，而且严重污染近海水域。水产品加工废弃物许多被直接丢弃而未被利用，对环境呵斥严重污染。有的水产品加工废弃物蛋白质含量很高，采用生物技术方法将其部分转换成优质鱼浓缩蛋白和活性肽，将具有良好的开发前景。 3 HYPERLINK dbxk/article/article/115/ t _blank 海洋生物活性肽的吸收 现代生物代谢研讨发现：人类摄取的蛋白质经消化道多种酶水解后，不象以前以为的那样仅以氨基酸的方式吸收，更多的是以低肽的方式直接吸收。从营养角度评价，二肽、三肽等低肽被人体消化吸收的效率要比同一组成的氨基酸高，因此可作为食品添加物。这些低肽的浸透压较氨基酸低，

27、而且在人体小肠部位的通透性也比氨基酸高，因此可提高吸收率。此外，低肽的风味普通要优于单个氨基酸，也不易产生过敏。其中某些低肽不仅能提供人体生长发育所需的营养物质，且同时具有重要的生理功能，如促进矿物质吸收肽、防治肝性脑病肽，易消化吸收肽、抗菌肽、吗啡片肽、类吗啡拮抗肽、血管紧张素转换酶抑制肽、抑制胆固醇作用肽、机体防御功能肽等。上述功能是原蛋白质或组成氨基酸所不具备的，且许多活性肽的组成氨基酸并不一定是必需氨基酸，对其营养性影响不大。这就为更充分地利用蛋白质资源，特别是那些本来以为生物效价不高的蛋白质资源提供了新的机遇。 4 HYPERLINK dbxk/article/article/115/ t _blank 海洋生物活性肚在养殖业中的作用 活性肽除在保健食品及新药开发中有宽广的运用前景外，对饲料中蛋白质进展酶解，使其内含一定量的活性肽，对提高养殖效益也有重要作用。可提高氨基酸的利用率。游离氨基酸的吸收存在相互竞争的景象，如精氨酸和赖氨酸在吸收时相互竞争载体，但以小肽的方式供应动物时，赖氨酸的吸收不再受精氨酸的影响。可提高矿物质的利用率。活性肽可促进动物对矿物元素的吸收利用。能改善饲料的理化特性和营