水产蛋白源生物活性肽研究进展(2)
综上所述,不同的蛋白酶具有不同的酶切位点,其剪切蛋白后可产生不同氨基酸序列的肽段,从而具有不同的生物活性。因此,可根据不同的原料、不同的制备目的,选择其最适合的酶或酶组合来制备具有特定活性的目标肽。
1.2 生物活性肽的纯化及鉴定
蛋白质经过酶解后获得的酶解产物中包含许多不同分子量大小的肽段,经过逐步的分离纯化后可获得生物活性较高的目标肽段。通常使用超滤(ultrafiltration,UF)对酶解产物中不同分子量大小的组分进行初步的分离,利用离子交换色谱(ion-exchange chromatography,IEC)或凝胶色谱(gel filtration chromatography,GFC)对超滤后显示出最高活性的组分进行二次分离,最后使用反相高效液相色谱(reversed phase high performance liquid chromatography,RP-HPLC)对活性最高的组分进行鉴定前的纯化。此外,在制备矿物质离子结合活性肽时还需经过固定化金属亲和层析色谱(immobilized metal affinity chromatography,IMAC),进而获得具有特定离子结合活性的肽段。纯化出目标肽段后需对其进行氨基酸序列的鉴定及肽链结构的表征,以便于日后对其进行化学合成以实现目标肽产品的产业化。研究时通常利用质谱法(mass Spectrometry,MS)对未知肽链进行氨基酸序列的鉴定,利用核磁共振(nuclear magnetic resonance,NMR)、紫外光谱(ultraviolet-visible spectroscopy,UV-vis)、傅立叶红外光谱(fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)等对肽链进行结构分析。在分离目标活性多肽及鉴定肽链的氨基酸序列和结构特征时,需将上述多个方法联合使用。例如,有研究利用GFC、RP-HPLC和Q-TOF LC-MS/MS(液相色谱-串联质谱)分别从海鞘[2]、牡蛎[7]、鳐Rajaporosa软骨[29]和草鱼皮[3]蛋白水解物中分离鉴定出抗氧化肽。利用UF、IEC、GFC、RP-HPLC和Milligen 6600蛋白质测序仪分别从菲律宾蛤仔[16]和贻贝[21]蛋白水解物中分离鉴定出抗癌肽和免疫调节肽。利用羟基磷灰石色谱(hydroxyapatite chromatography,HAC)、IMAC、GFC、RP-HPLC及LC-ESI-MS/MS(liquid chromatography electrospray ionisation tandem mass spectrometry,液相色谱电离串联质谱)分别从南极磷虾[23]、牡蛎[24]、阿拉斯加鳕鱼皮[30]、鳀肌肉[25]等蛋白水解物中分离鉴定出钙、锌、铁结合活性肽。
2 水产蛋白源生物活性肽的功能分类
2.1 抗氧化肽
生物分子的氧化是一种自由基介导的氧化反应,在需氧生物的氧代谢过程中不可避免地形成有害自由基,如超氧阴离子和羟基与身体中的其他基团或物质迅速反应,导致细胞或组织损伤,进而造成疾病发生[2]。目前,有许多研究表明,蛋白多肽是潜在且优良的食品抗氧化添加剂。从海鞘(Leu-Glu-Trp,相对分子质量为446.23;Met-Thr-Thr-Leu,相对分子质量为464.18;Tyr-Tyr-Pro-Tyr-Gln-Leu,相对分子质量为845.41)[2]、牡蛎(Pro-Val-Met-Gly-Asp,相对分子质量为518;Gln-His-Gly-Val,相对分子质量为440)[7]、凤尾鱼(Thr-Pro-Ser-Ala-Gly-Lys,相对分子质量为559)[4]、草鱼皮(Pro-Tyr-Ser-Phe-Lys,相对分子质量为640.74;Gly-Phe-Gly-Pro-Glu-Leu,相对分子质量为618.89;Val-Gly-Gly-Arg-Pro,相对分子质量为484.56)[3]、微藻(Val-Glu-Cys-Tyr-Gly-Pro-Asn-Arg-Pro-Gln-Phe,相对分子质量为1309)[5]、黑鲨鱼皮(Pro-Gly-Gly-Thr-Met,相对分子质量为461)[6]、中华圆田螺肉Cipangopaludinacahayensis(相对分子质量<1000)[31]等蛋白水解物中鉴定出的抗氧化肽,其相对分子质量主要在400~1500。从已鉴定出的抗氧化肽氨基酸序列中总结发现,肽链富含一个或多个Leu、Pro、Val、Gly等疏水性氨基酸及Met、Trp、Phe等芳香族氨基酸。其DPPH(1,1-二苯基-2-三硝基苯肼)清除IC50值为1.29~10.00 mmol/L,羟自由基清除IC50值为2.606~6.063 mmol/L,Trolox当量等效IC50值为0.0077~0.9600 mmol/L,并具有Fe2+结合能力及亚油酸乳液体系模拟的脂质过氧化抑制能力。此外,用于测定抗氧化的指标较多,来源不同的抗氧化肽对同一指标的抗氧化能力不同,如Kim等[2]从海鞘蛋白水解物中鉴定出Leu-Glu-Trp、Met-Thr-Thr-Leu和Tyr-Tyr-Pro-Tyr-Gln-Leu 3种抗氧化肽,其中Leu-Glu-Trp对DPPH自由基的清除活性最高,Leu-Glu-Trp和Tyr-Tyr-Pro-Tyr-Gln-Leu对氧自由基清除能力高于谷胱甘肽。
因此,为了比较不同原料中抗氧化肽的总抗氧化能力,应制定统一的标准,以衡量不同原料抗氧化肽的抗氧化能力,为产业化生产抗氧化肽制剂提供依据。天然水产蛋白源抗氧化肽因其具有安全性和有效性,逐渐被视为人工合成抗氧化剂的替代品,可用于食品、制药和化妆品等行业。
2.2 抗菌肽
抗菌肽是许多生物先天免疫系统的主要成分,在保护宿主物种免受微生物入侵方面起重要作用。目前,由于细菌对抗菌药物的耐药性越来越高,寻求新型广谱性的抗菌物质已成为研究热点。研究发现,鳀(Gly-Leu-Ser-Arg-Leu-Phe-Thr-Ala-Leu-Lys, 相对分子质量为1104.66)[10]、大西洋鲭(Ser-Ile-Phe-Ile-Gln-Arg-Phe-Thr-Thr,相对分子质量为1094.7;Arg-Lys-Ser-Gly-Asp-Pro-Leu-Gly-Arg,相对分子质量为1042.5);Ala-lys-Pro-Gly-Asp-Gly-Ala-Gly-Ser-Gly-Pro-Arg,相对分子质量为1111.6;Gly-Leu-Pro-Gly-Pro-Leu-Gly-Pro-Ala-Gly-Pro-Lys,相对分子质量为1102.5)[9]、雪蟹酶解物[12]、海藻酶解物[11]、草鱼鱼鳞酶解物[32]等水产蛋白抗菌肽对金黄色葡萄球菌Staphylococcusaureus、枯草杆菌Bacillussubtilis、肺炎链球菌Streptococcuspneumoniae、大肠杆菌Escherichiacoli、李斯特菌Listeriainnocua、副溶血性弧菌Vibrioparahemolyticus表现出抑制生长的作用。鳀抗菌肽对金黄色葡萄球菌和枯草杆菌的抗菌能力最强,其最小抑菌浓度为16 μg/mL,对大肠杆菌和肺炎链球菌的最小抑菌浓度分别为32、64 μg/mL[10]。当肽浓度为2×105μg/mL时,大西洋鲭抗菌肽对李斯特菌和大肠杆菌表现出完全抑制[9]。草鱼鱼鳞酶解物对金黄色葡萄球菌、沙门氏菌、副溶血性弧菌、大肠杆菌、黑曲霉、毛霉、根霉菌、酵母菌的最小抑菌浓度范围为16~64 μg/mL,表现出了广谱的抑菌活性[32]。
文章来源:《水产科技情报》 网址: http://www.sckjqbzz.cn/qikandaodu/2021/0502/486.html
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