植物源功能肽的制備、生理活性與應(yīng)用研究進(jìn)展

朱夢(mèng)媛，李沖偉,*

（1.黑龍江大學(xué) 農(nóng)業(yè)微生物技術(shù)教育部工程研究中心，黑龍江 哈爾濱 150080；2.黑龍江大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，黑龍江省寒地生態(tài)修復(fù)與資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，黑龍江 哈爾濱 150080）

改革開(kāi)放以來(lái)，隨著工業(yè)化、城市化和人口老齡化進(jìn)程的加快，我國(guó)居民的生活方式不斷發(fā)生變化，吸煙、酗酒、缺乏鍛煉、飲食不合理等不健康的生活方式更加普遍，由此引發(fā)了許多疾病問(wèn)題，患有心腦血管疾病、癌癥、呼吸系統(tǒng)疾病、糖尿病等慢性疾病的人數(shù)正在不斷上升。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2019年，這些慢性非傳染性疾病死亡人數(shù)約占我國(guó)總死亡人數(shù)的88%[1]。

蛋白質(zhì)作為生物體的重要組成部分，是生命的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。蛋白質(zhì)的許多生理和功能特性被認(rèn)為歸因于蛋白質(zhì)分子中的多肽[2-4]。肽可以維護(hù)細(xì)胞結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)人體生理功能[5]。大量研究表明，植物來(lái)源的多肽具有許多生物活性，包括抗氧化、抗高血壓、抗菌、抗癌、抗類(lèi)阿片肽活性以及免疫調(diào)節(jié)作用[6-8]。近年來(lái)，隨著基因表達(dá)譜分析、純化、測(cè)序和表征等技術(shù)的飛速發(fā)展，多肽的功能也越來(lái)越清晰，已成為生命科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一[9]。為了解近年來(lái)功能多肽的研究新進(jìn)展以及在改善亞健康方面的作用，本文介紹了植物源功能多肽的制備方法、生理活性以及在功能食品方面的應(yīng)用前景。

1 植物多肽的制備方法

1.1 提取法

提取法是從生物體中直接提取天然多肽類(lèi)物質(zhì)的方法。由于植物中存在的肽類(lèi)物質(zhì)數(shù)量非常有限，直接提取手段很難滿(mǎn)足大規(guī)模生產(chǎn)的需要，且該方法提取成本高、產(chǎn)量低，因此應(yīng)用并不廣泛。提取法又可分為化學(xué)提取法和物理提取法?；瘜W(xué)提取法是將生物材料浸泡在適當(dāng)?shù)木彌_溶液中充分溶解，采用離心方法除去不溶性組分，調(diào)節(jié)溶液pH值或加入變性劑沉積蛋白質(zhì)，再次離心去除沉淀和其他雜質(zhì)，最后通過(guò)分子篩層析柱純化得到多肽[10]。Fan Xiaodan等[11]以?xún)刹椒ú呗詮穆菪逯刑崛《嚯模洳粌H改進(jìn)了原始亞臨界水提?。╯ubcritical water extraction，SWE）設(shè)備的萃取釜，而且將SWE與超聲耦合聯(lián)用并進(jìn)行后續(xù)優(yōu)化，提取多肽的分子質(zhì)量分布結(jié)果表明，傳統(tǒng)的超聲+凍融方法提取的主要是蛋白質(zhì)，而新工藝超聲+SWE方法提取的主要是多肽，這是一種無(wú)需酶水解即可獲得多肽的方法。馮晴霞等[12]采用硫酸銨沉淀法從姬松茸蛋白酶解物中分離多肽組分，通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究表明，姬松茸多肽提取物可以對(duì)衰老模型小鼠產(chǎn)生延緩衰老的作用，這可能與多肽的抗氧化作用有關(guān)。物理提取法是一種新興的多肽制備方法[13]，無(wú)需借助于化學(xué)試劑，僅依靠超高壓連續(xù)流細(xì)胞破碎儀對(duì)動(dòng)植物組織進(jìn)行裂解，從而得到小分子多肽。該方法能最大程度地保證多肽的生物活性，但是對(duì)設(shè)備要求高、單次處理量小、多肽得率低，不適合工業(yè)化生產(chǎn)。

1.2 發(fā)酵法

利用微生物發(fā)酵制備多肽具有成本低、安全性高、質(zhì)量穩(wěn)定、功能顯著等優(yōu)點(diǎn)，并且屬于一步法制備多肽工藝。該方法是利用微生物產(chǎn)生各種酶催化劑（如蛋白酶），在生長(zhǎng)過(guò)程中微生物將其釋放到培養(yǎng)基，從而導(dǎo)致蛋白水解產(chǎn)生多肽。使用特定微生物進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵過(guò)程可持續(xù)數(shù)小時(shí)乃至數(shù)天（具體時(shí)間取決于微生物的類(lèi)型和多肽產(chǎn)物的種類(lèi)），在發(fā)酵結(jié)束時(shí)，產(chǎn)品可以直接使用，也可以純化后再利用[14]。Wang Xu等[15]以黃瓜種子為原料，通過(guò)枯草芽孢桿菌液態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)鈣結(jié)合肽，結(jié)果表明，這種含鈣螯合劑可用作一種新型鈣補(bǔ)充劑。He Rong等[16]通過(guò)枯草芽孢桿菌固態(tài)發(fā)酵制備油菜籽肽（rapeseed peptides，RPs），并評(píng)估其抗氧化活性，結(jié)果表明，RPs具有作為天然抗氧化劑的潛力，且由于多肽中必需氨基酸的比例極高，RPs產(chǎn)品還可作為高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值食品。

1.3 水解法

水解法可分為酸水解、堿水解和酶水解。在食品領(lǐng)域，由于酸堿試劑的腐蝕性，單純的酸堿水解法不常被使用；相比之下，酶水解法具有專(zhuān)一性強(qiáng)、提取率高、成本低、產(chǎn)品安全性高、整個(gè)過(guò)程條件溫和、便于控制等特點(diǎn)，能很好地滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)的需求，因此成為制備活性肽應(yīng)用最廣泛的方法。酶解法通常是使用單個(gè)或多個(gè)特異性或非特異性蛋白酶，包括胃蛋白酶、堿性蛋白酶、胰蛋白酶、菠蘿蛋白酶、木瓜蛋白酶、中性蛋白酶、風(fēng)味蛋白酶等[17]。該法的關(guān)鍵點(diǎn)是選擇合適的酶和酶解條件，如pH值、溫度、時(shí)間等。Ugolini等[18]在葵花籽脫脂種子粉中使用Alcalase-Flavourzyme酶進(jìn)行兩步酶促水解，獲得了富含游離氨基酸和其他生物活性化合物的水解產(chǎn)物，該產(chǎn)品在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域可作為有效的生物刺激劑。Li Meiqing等[19]使用微波輔助Alcalase酶對(duì)黑大豆蛋白進(jìn)行水解，制備血管緊張素轉(zhuǎn)化酶（angiotensin converting enzyme，ACE）抑制肽，柱層析分離獲得4 個(gè)活性組分，其中餾分III表現(xiàn)出最高的抑制ACE活性。

在以上3 種方法中，提取法產(chǎn)品得率低、對(duì)設(shè)備要求高，不適合工業(yè)化生產(chǎn)。發(fā)酵法成本低、安全性高，存在著多肽分離和純化困難的問(wèn)題，但是隨著基因組學(xué)技術(shù)的發(fā)展，具有某種特異功效多肽的生物合成能為人類(lèi)帶來(lái)更為豐富的多肽產(chǎn)品。盡管酶法提取多肽專(zhuān)一性強(qiáng)、提取率高、便于控制，但同時(shí)也存在酶催化劑被大量浪費(fèi)、混合肽中副產(chǎn)物多、最合適酶難以尋找及產(chǎn)率過(guò)低等制約該方法應(yīng)用的諸多不足之處。

2 植物源功能多肽的生理活性

生物活性肽可分為內(nèi)源性活性肽和外源性活性肽。內(nèi)源性活性肽是指在人體內(nèi)天然存在的具有某種活性的肽類(lèi)物質(zhì)，如促生長(zhǎng)激素、促甲狀腺素等，從動(dòng)植物體內(nèi)提取的肽大多數(shù)為外源性活性肽。通過(guò)飲食獲得的肽（膳食肽），尤其是二肽和三肽，可直接通過(guò)胃腸壁黏膜進(jìn)入血液。肽在生物體內(nèi)的作用有兩個(gè)方面，一方面是大多數(shù)肽在體內(nèi)被降解為氨基酸，用于合成全身蛋白組織，最后再被降解[20]；另一方面，某些肽可以抵抗體內(nèi)肽酶的消化，從而在體內(nèi)直接發(fā)揮生理活性，例如降低血壓、降低血糖等。從食物中獲得的肽首先進(jìn)入胃腸道進(jìn)行消化酶解，然后進(jìn)入血液發(fā)揮作用（圖1）。

圖1 肽在生物體內(nèi)的作用過(guò)程Fig.1 Processes of physiological actions of peptides in organisms

圖2為生物活性肽穿過(guò)腸道上皮細(xì)胞運(yùn)輸進(jìn)入血液循環(huán)的可能途徑，包括肽轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白1（peptide transporter 1，PepT1）介導(dǎo)的滲透、通過(guò)緊密連接的旁細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)、轉(zhuǎn)胞吞作用和被動(dòng)擴(kuò)散。PepT1是一種高容量和低親和力的載體，可根據(jù)H+/Na+交換維持的質(zhì)子梯度將一些生物可利用的肽類(lèi)從胃腸道主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)到腸道上皮細(xì)胞[21]。PepT1優(yōu)先結(jié)合短鏈（二肽和三肽）、中性電荷和高疏水性的生物活性肽。旁細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)是由腸緊密連接介導(dǎo)的能量獨(dú)立的被動(dòng)擴(kuò)散過(guò)程，優(yōu)先轉(zhuǎn)運(yùn)帶有負(fù)電荷的親水性寡肽。轉(zhuǎn)胞吞作用是一種能量依賴(lài)性的跨細(xì)胞膜轉(zhuǎn)運(yùn)途徑，該過(guò)程有利于長(zhǎng)鏈高疏水性生物活性肽的轉(zhuǎn)運(yùn)。在轉(zhuǎn)胞吞作用過(guò)程中，生物活性肽首先通過(guò)疏水鍵與腸道上皮的頂端脂質(zhì)雙層相互作用，然后被內(nèi)化到細(xì)胞中。被動(dòng)擴(kuò)散包括被動(dòng)吸收生物活性肽進(jìn)入細(xì)胞、細(xì)胞內(nèi)運(yùn)輸和基底外側(cè)分泌，其傾向于優(yōu)先運(yùn)輸疏水性生物活性肽。運(yùn)輸成功的生物活性肽可能會(huì)被腸細(xì)胞或血液的肽酶部分水解為較小的肽片段和氨基酸[22]。

圖2 生物活性肽穿過(guò)腸道上皮細(xì)胞運(yùn)輸進(jìn)入血液循環(huán)的可能途徑Fig.2 Potential pathways by which bioactive peptides are transported across the intestinal epithelial cells into the bloodstream

2.1 抗氧化作用

抗氧化多肽能有效清除機(jī)體自由基，抑制脂質(zhì)過(guò)氧化，保護(hù)機(jī)體免受損傷，是研究最為廣泛的一類(lèi)多肽[23]。能夠獲得抗氧化肽的植物源材料很多，已從豆類(lèi)、堅(jiān)果、種子和樹(shù)葉中分離和鑒定出具有抗氧化作用的肽類(lèi)物質(zhì)。為了提高農(nóng)產(chǎn)品的附加值，研究人員探索了以西瓜種子、玉米面筋粗粉、花生粕和紫蘇粕等農(nóng)產(chǎn)品加工廢棄物作為抗氧化肽的來(lái)源[24]。Siddiqui等[25]制備了功能化的氧化石墨烯納米片（PAni-Ag-GONC），并將其作為載體以共價(jià)健固定胰蛋白酶，使胰蛋白酶保留了90%的抗氧化活性，而天然胰蛋白酶在4 ℃下貯存60 d后，僅保留了44%的活性，表明由納米復(fù)合物結(jié)合的胰蛋白酶產(chǎn)生的肽表現(xiàn)出較強(qiáng)的自由基清除活性。該策略為生物靶向催化藥物和功能食品的開(kāi)發(fā)提供了一種新方法。施文衛(wèi)等[26]通過(guò)堿溶酸沉法制備鷹嘴豆分離蛋白，并采用響應(yīng)面法優(yōu)化蛋白酶解條件，結(jié)果表明，在整個(gè)蛋白酶解過(guò)程中，得到的混合肽均具有明顯的抗氧化活性，這些抗氧化肽可以應(yīng)用到運(yùn)動(dòng)飲料中減緩運(yùn)動(dòng)員的疲勞感?？寡趸倪€具有極低的致敏性，可以應(yīng)用到嬰幼兒食品或一些針對(duì)敏感性人群的抗氧化食品。Liu Chunlei等[27]從榛子加工副產(chǎn)物中獲得的多肽顯示出優(yōu)異的抗氧化活性，該研究有助于榛子抗氧化肽功能性食品、抗氧化藥物制劑的開(kāi)發(fā)。Lu Xin等[28]利用堿性蛋白酶和胰蛋白酶組合的雙酶系統(tǒng)水解芝麻蛋白，從水解物中分離并鑒定出7 種抗氧化肽，結(jié)果表明，芝麻蛋白水解物有望開(kāi)發(fā)為治療慢性代謝疾病的功能性食品，但還需要進(jìn)一步證明芝麻肽的定量構(gòu)效關(guān)系及其作用機(jī)理，并研究環(huán)境因素對(duì)抗氧化活性的影響。Muhialdin等[29]研究了煮沸和發(fā)酵過(guò)程對(duì)苦豆肽抗氧化活性的影響，結(jié)果表明，苦豆在發(fā)酵過(guò)程中可產(chǎn)生具有很強(qiáng)抗氧化活性的生物活性肽。這些肽可用作功能性食品工業(yè)的天然食用抗氧化劑成分。

與其他植物相比，糧谷類(lèi)原料中提取和鑒定出的抗氧化肽更多，這應(yīng)該與谷類(lèi)具有較高含量蛋白質(zhì)有關(guān)。也有學(xué)者從植物葉片中分離抗氧化肽，植物葉片可能成為提取多肽的又一廉價(jià)原料。然而，當(dāng)前文獻(xiàn)中鑒定和報(bào)道的大多數(shù)抗氧化肽包含未修飾的氨基酸殘基，對(duì)由修飾殘基組成的抗氧化肽的鑒定可能會(huì)在未來(lái)引起研究者們更濃厚的興趣。

2.2 降血壓作用

隨著社會(huì)生活水平的提高，世界范圍內(nèi)高血壓患者越來(lái)越多，其發(fā)病率也越來(lái)越高，尤其是在發(fā)達(dá)國(guó)家，更多油炸食品和營(yíng)養(yǎng)食品的攝入導(dǎo)致國(guó)民的血壓指標(biāo)進(jìn)一步升高；因此，人們對(duì)降壓肽越來(lái)越感興趣。降血壓肽主要通過(guò)抑制ACE來(lái)預(yù)防和治療高血壓[30-31]。Zhang Peng等[32]評(píng)估了利用小麥面筋通過(guò)銅綠假單胞菌蛋白酶（Pseudomonas aeruginosaprotease，PaproA）制備ACE抑制肽的可行性。結(jié)果表明，小麥肽在營(yíng)養(yǎng)保健和功能食品中均具有較好應(yīng)用潛力，可成為預(yù)防和治療高血壓的成分。何榮[33]從菜籽蛋白質(zhì)堿性蛋白酶水解物和胃蛋白酶+胰酶水解物（尤其是分子質(zhì)量小于3 kDa的水解物）中獲得了降血壓肽。研究表明，蛋白酶水解菜籽蛋白可以有效地釋放具有腎素和ACE抑制活性的抗高血壓肽，利用膜分離或電滲析技術(shù)富集高活性的菜籽肽是可能的。Chen Jiwang等[34]從大米蛋白水解物中獲得ACE抑制肽，該肽可能成為治療高血壓很有前途的候選成分。此外，大米蛋白水解產(chǎn)物可以單獨(dú)用作營(yíng)養(yǎng)保健品，或與其他有益健康的營(yíng)養(yǎng)成分組合，用于預(yù)防或治療高血壓。馬超月[35]采用酶法獲得了燕麥多肽，并對(duì)其工藝進(jìn)行了優(yōu)化，在此基礎(chǔ)上，開(kāi)展了燕麥多肽的降血脂和降血壓效果研究，為燕麥的深加工和燕麥多肽的應(yīng)用積累了理論基礎(chǔ)。Zheng Yajun等[36]在高壓預(yù)處理輔助下，用堿性蛋白酶、風(fēng)味蛋白酶、胃蛋白酶和胰蛋白酶對(duì)棕櫚仁進(jìn)行順序消化，可得到具有高ACE抑制活性（80.24%）的棕櫚仁谷氨酸-2水解物，并且該肽對(duì)胃腸道酶消化具有相對(duì)較好的穩(wěn)定性，可用作控制ACE活性功能性食品的有效成分。

目前，國(guó)內(nèi)外降血壓肽的研究熱點(diǎn)主要集中在降血壓分子機(jī)制、體內(nèi)外生理活性檢測(cè)以及其構(gòu)效關(guān)系上，這有望為實(shí)現(xiàn)降血壓肽的工業(yè)化生產(chǎn)奠定理論基礎(chǔ)。我國(guó)擁有十分豐富的原料來(lái)源，尤其是加工過(guò)程的一些副產(chǎn)物，如果可以利用其提取降血壓肽，將大大推動(dòng)相關(guān)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

2.3 免疫調(diào)節(jié)作用

免疫系統(tǒng)是細(xì)胞、組織和器官組成的巨大網(wǎng)絡(luò)，其作用是消除潛在的有害生物，如細(xì)菌、病毒、真菌和原生動(dòng)物等，并能夠防止癌細(xì)胞生長(zhǎng)[37]。但是，過(guò)度的免疫反應(yīng)會(huì)引發(fā)機(jī)體炎癥反應(yīng)，長(zhǎng)期處于炎癥狀態(tài)會(huì)激發(fā)腫瘤的發(fā)生，所以，免疫調(diào)節(jié)對(duì)維持機(jī)體健康至關(guān)重要[38]。Fang Yong等[39]利用堿法從富硒大米中提取含硒蛋白質(zhì)并將其水解，結(jié)果表明，獲得的含硒多肽具有很好的免疫調(diào)節(jié)能力，可以作為天然的免疫調(diào)節(jié)劑，然而，這類(lèi)免疫活性肽在體內(nèi)發(fā)揮作用的機(jī)制仍不清楚，需要進(jìn)一步研究。Yang Qian等[40]在太子參中提取對(duì)脾淋巴細(xì)胞具有增殖促進(jìn)作用的蛋白水解產(chǎn)物，并探究其作用機(jī)制，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，從太子參中提取的多肽可以顯著激活RAW264.7細(xì)胞分泌NO，激發(fā)活性氧和腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α），并通過(guò)與RAW264.7細(xì)胞表面表達(dá)的Toll樣受體結(jié)合激活核因子-κB信號(hào)通路。

李?，B等[41]初步探究了鷹嘴豆肽對(duì)免疫低下小鼠的體質(zhì)量、臟器指數(shù)、組織形態(tài)結(jié)構(gòu)、外周血白細(xì)胞數(shù)量、外周血T淋巴細(xì)胞亞群、細(xì)胞因子、骨髓有核細(xì)胞和DNA濃度的影響，結(jié)果表明，鷹嘴豆肽對(duì)環(huán)磷酰胺所致免疫低下小鼠的多項(xiàng)免疫功能均有顯著的改善作用，為鷹嘴豆肽的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用提供了理論依據(jù)。Hirai等[42]從小麥面筋中提取了焦谷氨酰肽，它能夠抑制脂多糖誘導(dǎo)的NO、TNF-α和白細(xì)胞介素的產(chǎn)生，抑制炎癥的免疫調(diào)節(jié)作用。焦谷氨酰亮氨酸由于不穩(wěn)定性或半衰期較短、容易水解且可用性有限，在體內(nèi)的有效性還需要進(jìn)一步研究。

近年來(lái)，酶解是目前國(guó)內(nèi)外制備免疫活性肽最有潛力的技術(shù)，而如何靶向肽鍵仍是制備免疫活性肽最困難的核心技術(shù)。靶向水解涉及肽鏈長(zhǎng)度的控制和功能序列的保護(hù)，還需要進(jìn)一步研究以克服特殊蛋白酶切位點(diǎn)的暴露和隱藏等技術(shù)難題。

2.4 抗腫瘤作用

目前，惡性腫瘤已經(jīng)成為一種全球性難以治療的疾病，并成為全球第一大致死疾病。近年來(lái)，已有研究表明，功能多肽在抗腫瘤方面表現(xiàn)出較好的治療效果，已引起了全世界對(duì)抗腫瘤作用多肽研究的關(guān)注[43]。Luna-Vital等[44]評(píng)估了食用大豆中純化多肽對(duì)人結(jié)腸直腸癌細(xì)胞的抑制作用，結(jié)果表明，該純化多肽通過(guò)線(xiàn)粒體膜電位的損失和對(duì)人類(lèi)結(jié)直腸癌細(xì)胞的DNA損傷而選擇性地誘導(dǎo)凋亡，并且能夠增強(qiáng)奧沙利鉑的作用效果。Li Meiqing等[45]使用木瓜蛋白酶對(duì)綠豆蛋白進(jìn)行水解，并分析綠豆蛋白多肽對(duì)癌細(xì)胞的抗增殖作用，證實(shí)了綠豆蛋白多肽可以抑制小鼠腫瘤細(xì)胞的增殖，且無(wú)毒副作用，同時(shí)，綠豆蛋白多肽可以促進(jìn)HepG2細(xì)胞的凋亡并能在S期陰滯細(xì)胞生長(zhǎng)，在體內(nèi)具有抗癌作用。

Preza等[46]確定了未發(fā)酵和半發(fā)酵（發(fā)酵24 h）可可豆肽對(duì)鼠淋巴瘤L5178Y模型的抗腫瘤作用，結(jié)果表明，這種抗腫瘤作用不是劑量依賴(lài)性的，具有非常好的應(yīng)用前景。此外，半發(fā)酵的可可豆蛋白具有非常顯著的抑制細(xì)胞生長(zhǎng)作用，分析得知這種作用歸因于氨基酸譜，主要與半胱氨酸、亮氨酸、精氨酸和賴(lài)氨酸含量有關(guān)。Romy等[47]研究發(fā)現(xiàn)橄欖種子蛋白經(jīng)嗜熱菌素水解得到的多肽類(lèi)物質(zhì)具有增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞黏附能力、降低癌細(xì)胞遷移能力以及抑制S期細(xì)胞生長(zhǎng)的作用，通過(guò)氨基酸組成分析后得到的合成肽LLPSY能顯著抑制前列腺癌細(xì)胞和乳腺癌細(xì)胞的增殖。

與傳統(tǒng)的化療藥物相比，多肽類(lèi)抗腫瘤藥物具有高選擇性和低毒性。然而，抗腫瘤肽的應(yīng)用和發(fā)展仍面臨著合成成本高、易酶解、易聚合、半衰期短等挑戰(zhàn)。為了解決多肽易水解的問(wèn)題，可以用非天然氨基酸來(lái)替代天然氨基酸，如設(shè)計(jì)D-對(duì)映體肽、多肽環(huán)化等對(duì)抗腫瘤肽進(jìn)行修飾，結(jié)合傳統(tǒng)藥物能更好地發(fā)揮抗腫瘤肽的作用，這將成為抗腫瘤肽發(fā)展的一個(gè)重要方向。尋找更多來(lái)源的抗腫瘤肽和克服肽類(lèi)藥物缺點(diǎn)的新方法對(duì)開(kāi)發(fā)抗腫瘤治療藥劑具有重大意義。

2.5 降血糖作用

糖尿病是一種以高血糖為特征的代謝性疾病，其發(fā)病率和死亡率都很高[48]。糖尿病的治療方法很多，包括口服1型和2型胰島素片，但目前還沒(méi)有有效的治療方法，國(guó)內(nèi)外一直在研究更有效、更安全的替代藥劑[49]。顏輝等[50]采用胰蛋白酶酶解麥胚蛋白得到麥胚蛋白多肽，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，麥胚蛋白酶解產(chǎn)物對(duì)α-葡萄糖苷酶的半抑制質(zhì)量濃度為10.98 mg/mL，能夠緩解糖尿病小鼠的糖耐量異常。Wang Feng等[51]研究了燕麥球蛋白肽對(duì)人克隆結(jié)腸腺癌細(xì)胞（Caco-2細(xì)胞）中抗糖尿病藥物靶標(biāo)的影響，發(fā)現(xiàn)燕麥球蛋白肽對(duì)這些抗糖尿病藥物靶標(biāo)具有相反的調(diào)節(jié)作用，可以在體外有效地抑制二肽基肽酶-4（dipeptidylpeptidase 4，DPP4）的產(chǎn)生，且燕麥球蛋白肽可作用于調(diào)節(jié)血糖的多個(gè)靶點(diǎn)；但該多肽對(duì)體內(nèi)調(diào)節(jié)血糖靶標(biāo)的功效還需要進(jìn)行體內(nèi)研究。

Vilcacundo等[52]開(kāi)展了胃腸消化藜麥蛋白質(zhì)產(chǎn)生抗糖尿病多肽的研究，評(píng)價(jià)了胃和十二指腸消化物和多肽對(duì)二肽基肽酶IV、α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶的抑制活性，結(jié)果表明，在十二指腸階段釋放的多肽顯示出較強(qiáng)的抑制作用，并具有抑制腸降血糖素降解和碳水化合物消化酶的酶解能力，但缺乏細(xì)胞培養(yǎng)和動(dòng)物體模型實(shí)驗(yàn)以進(jìn)一步驗(yàn)證藜麥蛋白多肽的具體功效。Yuan Xiaoqing等[53]從苦瓜中提取蛋白，并制備獲得水溶性多肽MC2-1-5，結(jié)果表明，MC2-1-5可以明顯降低四氧嘧啶誘導(dǎo)的糖尿病小鼠的血糖水平，下一步在MC2-1-5完整氨基酸序列的確定及其降血糖機(jī)制上應(yīng)繼續(xù)深入研究。

天然食品中的降血糖肽雖然具有許多優(yōu)點(diǎn)，但仍存在一些問(wèn)題。首先，蛋白質(zhì)水解成肽，但并非所有的肽都具有降血糖活性，而且具有高降血糖活性的肽較少，多肽的功能活性受體內(nèi)消化過(guò)程的影響。第二，多肽活性物質(zhì)由于對(duì)儲(chǔ)存條件和環(huán)境要求較高，不經(jīng)處理很難長(zhǎng)期保存。針對(duì)這些問(wèn)題，降糖肽作為治療糖尿病的藥物或保健品的研究有待進(jìn)一步深入。近年來(lái)，生物信息學(xué)結(jié)合分子生物學(xué)技術(shù)成為了研究抗糖尿病活性肽結(jié)構(gòu)特征的有力工具。此外，進(jìn)一步的臨床實(shí)驗(yàn)也是必要的。

近年來(lái)部分植物源功能多肽序列、分子質(zhì)量如表1所示。

表1 功能多肽序列、分子質(zhì)量及植物來(lái)源Table 1 Sequences, molecular masses and plant sources of functional polypeptides

3 結(jié) 語(yǔ)

植物源功能多肽已經(jīng)引起了世界各國(guó)科學(xué)家及政府的高度重視，功能多肽的結(jié)構(gòu)、制備方法以及藥理作用的研究得到快速發(fā)展[54]，眾多新型多肽被開(kāi)發(fā)出，多肽的功能保健作用也越來(lái)越清晰，如大豆肽可降血脂、降血壓、降血糖、增強(qiáng)機(jī)體免疫力等，豌豆肽具有抗菌、抗氧化、抗腫瘤、免疫調(diào)節(jié)等生理活性，苦瓜肽是一種很好的降血糖物質(zhì)[55-57]。另外，藻類(lèi)植物蛋白、食用菌蛋白、堅(jiān)果籽粒蛋白以及人參蛋白經(jīng)過(guò)蛋白酶水解后，也可以分離出其他功能肽[58-61]。部分功能多肽已用于保健食品開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。

然而，植物源功能多肽的研究才剛起步，還有許多研究工作需要開(kāi)展。比如，酶提取法專(zhuān)一性強(qiáng)、提取率高、便于控制，但存在難以尋找最合適酶及產(chǎn)率過(guò)低等問(wèn)題，是否可以考慮直接利用混合肽的作用效果；在某些氨基殘基上發(fā)現(xiàn)的各種修飾基團(tuán)的存在，可能為肽序列的鑒定帶來(lái)更多的研究方向。為了解決多肽易水解的問(wèn)題，可用非天然氨基酸替代天然氨基酸，如設(shè)計(jì)D-對(duì)映體肽、多肽環(huán)化等對(duì)抗腫瘤肽修飾，這也將成為抗腫瘤肽發(fā)展的一個(gè)重要方向。隨著蛋白組學(xué)、基因組學(xué)和色譜質(zhì)譜技術(shù)的飛速發(fā)展，復(fù)雜多肽的組成鑒定和構(gòu)效關(guān)系研究也會(huì)變得越來(lái)越容易。