近年来,对蛋白质在消化过程中水解生成肽的作用有许多研究,业已证实蛋白质胃肠道消化释放产生的肽片段,不仅能作为氨基酸的供体,而且也是一类生理调节物,可直接作为神经递质或间接刺激肠道受体激素或酶的分泌而发挥作用。在肽的活性作用研究中,对乳蛋白源生物活性肽的研究最为深入。
长期以来,乳蛋白只被认为是幼年哺乳动物氨基酸的主要来源。除了营养作用外,乳蛋白的生理活性,一直未受到足够的关注,直到1979年人们发现动物体内存在内啡肽之后,才开始了外源活性肽这一领域的研究,并迅速成为动物营养学和生理学界新的研究热点。目前已从乳蛋白酶解产物中检测到了具有阿片活性、免疫调节活性、抗高血压活性、金属离子生物转化活性、抗凝血和舒血管活性及抗细菌活性等多种生物活性肽。本文对此作一综述。
1 阿片肽类
研究最多最早的酪蛋白生物活性肽,是具有阿片活性的阿片肽。一系列命名为β-酪蛋白阿片肽的活性肽,已被分离出来,它们是牛乳β-酪蛋白60~70氨基酸残基,其中活性最强的是五肽Tyr-Pro-Phe-Pro-Gly。Ramabadran和Bansinath(1989)总结了β-酪蛋白阿片肽的药理学特性,在β-酪蛋白的镇痛活性和它们μ-受体的结合力之间,存在着良好的相关性,耐受性、独立性、镇静、睡眠诱导、呼吸抑制、心动过缓及低血压等症状都是阿片肽样物质作用的结果。
2 免疫刺激肽
免疫刺激肽是从人酪蛋白的胰蛋白酶-糜蛋白酶降解产物中分离得到的(Jollès等,1981,1982;Parker等,1984),是激活巨噬细胞吞噬功能的肽。从人酪蛋白酶解物中分离得到两种活性肽,即六肽Val-Gln-Pro-Iso-Pro-Tyr(人β-酪蛋白54~59片段)和三肽Gly-Leu-Phe。这两种肽在很低的浓度条件下(0.1μM),就能激活鼠腹膜巨噬细胞对绵羊红细胞的吞噬作用(Berthou等,1987;Parker等,1984)。静脉注射这两种活性肽可保护小鼠免受肺炎菌感染;六肽在0.5 mg/Kg的低浓度下,就有显著的活性,而三肽在静脉或皮下注射时,浓度达1 mg/kg时才有活性。
从牛酪蛋白中易分离得到两种免疫刺激肽,即三肽Leu-Leu-Tyr(牛β-酪蛋白191~193片段)和六肽Thr-Thr-Met-Pro-Leu-Try(αs1-酪蛋白C-端片段)。
另一个刺激免疫系统的酪蛋白肽,是血管紧张素I转换酶(ACE)的抑制剂。此酶催化血管紧张素II的活性,而钝化缓激肽。缓激肽能刺激巨噬细胞,以增强淋巴细胞的转移和淋巴因子的释放(Paegelow和Werner,1986)。ACE的抑制剂对缓激肽有利,因此作为免疫刺激物。
另一种由绵羊初乳的乳清中,分离出的富含脯氨酸的多肽(Prp),也具有刺激或抑制免疫反应的调控作用。最近1个九肽片段Val-Glu-Ser-Tyr-Val-Pro-Leu-Phe-Pro从Prp的胰凝乳酶解物中分离出来。对应其组分合成的肽和其C-末端的五肽及六肽,显示出与Prp相似的免疫调控活性(Janusz等,1987)。
3 酪蛋白磷酸肽
酪蛋白磷酸肽(CPPs)分布于牛乳蛋白的不同区域,其活性中心是磷酸丝氨酸和谷氨酸簇。经酶解所产生CPPs的功能区结构主要有:αs1-(43~58)2P、αs1-(59~79)5P、αs2-(46~70)4P、β(1~25)4P、β(1~28)4P及β(33~48)1P(Manson等,1979,Berrocal等,1989;Kitts等,1992)。由于CPPs在中性和碱性pH时,通过磷酸丝氨酸与钙、锌、铁等离子结合,由小肠肠壁细胞吸收后再释放出来,从而有效地避免了钙在小肠中性和偏碱性环境中被沉淀,促进了钙的吸收。Sato用含有CPPs的食物饲喂大鼠,并在食物中加入同位素标记的钙,发现其大腿骨骼中的标记钙明显高于对照组。此后通过对大鼠、小鼠、鸡、猪的试验,都证明CPPs具有促进钙、铁、锌吸收的功能(Hanson等,1997;Ashida等,1996)。最近Nagai等(1996a,b)和Mori等(1996)通过体外试验,进一步证实了CPPs还可以明显地促进精子进入卵细胞和体外精卵细胞融合。
4 抗血凝肽
Jollès等(1978)发现牛k-酪蛋白与人纤维蛋白原γ-链具有结构的同源性。纤维蛋白原具有双重功能,它既参与血小板的凝集,又参与纤维蛋白的形成。在血小板凝集过程中,已证实纤维蛋白原分子中有两个结合位点:一个是纤维蛋白原γ-链C-端片段(His-His-Leu- Gly-Gly-Ala-
Lys-Gln-Ala-Gly-Asp-Val),另1(或2)个是四肽片段[Arg-Gly-Asp-Ser(或-Phe),纤维蛋白原α-链的572~575或95~98片段]。这两种肽都抑制血小板凝集和纤维蛋白原结合到ADP活性血小板上(Andrieux等,1989)。四肽(Lys-Arg-Asp-Ser)抑制纤维蛋白原的结合和血小板的凝集,它是通过一个独立于蛋白磷酸化的机制,抑制血清紧张素的释放,并通过另一个机制,抑制纤维蛋白原的结合,从而进一步抑制血小板凝集。
5 抗高血压肽
体内血压受肾素-血管紧张素系统调节。肾素作用于血管紧张素原,释放出大量无活性的血管紧张素I,后者在血管紧张素转换酶(ACE)的作用下,转变成有活性的血管紧张素II。Maruyama等(1987a,b)发现4种活性肽具有ACE酶抑制活性和可能提高缓激肽活性的作用。它们分别是牛αs1-酪蛋白23~24、23~27、194~199片段和牛β-酪蛋白177~183片段。体外试验表明,有抑制活性的肽,位于人β-酪蛋白39~52氨基酸片段和人k-酪蛋白63~65片段,其中,人β-酪蛋白43~52片段(Ser-Phe-Gln-Pro-Gln-Pro-Leu-Iso-Try-Pro)在体内活性最强。
6 其他生物活性肽
k-Caseinoylycopeptide几乎是消化开始第1 h内产生唯一的肽。Stan和Chernik(1982)报道其具有抑制大鼠胃酸分泌及胃泌素释放的功能,还能减弱蛋白水解活性,因为它同时抑制消化道的流动性。
Lahav(1967)报道,1种酪蛋白水解物具有抗菌特性,牛αs1-酪蛋白的1~23片段就有此功能。
Fiat(1989)证明,para-k-酪蛋白的C-末端片段,是胰凝乳蛋白酶的抑制剂。Azuma等(1989)发现一些人β-酪蛋白特殊片段(1~18位片段,Arg-Glu-Thr- Iso-Glu-Ser-Leu- Ser-Ser-Ser-
Gln-Gln-Ser-Iso-Pro-Gln-Tyr-Lys和105~117片段Gln-Pro-Thr-Iso-Pro- Phe-Phe-Asp-Pro-
Gln-Iso-Pro-Lys)具有刺激BALB/C3T3鼠细胞DNA合成的功能。
作者单位:王岗(内蒙古畜牧科学院)
卢德勋(内蒙古畜牧科学院)
程茂基(安微农业大学)