水产蛋白源生物活性肽研究进展(5)
分析钙、锌、铁离子结合活性肽氨基酸序列发现,其肽链中基本含有Gly、Pro、His等氨基酸,且低分子量(相对分子质量<1000)和高分子量(相对分子质量>1000)肽均可结合矿物质离子。
3 生物活性肽的结构特征
3.1 分子量
不同的原料根据不同的制备目的,会利用不同的酶进行水解,由于水解度不同,会产生不同分子量大小的肽段。研究表明,大多数抗氧化肽含有2~20个氨基酸残基,相对分子质量为400~1500。源自草鱼皮蛋白水解物的3种抗氧化肽,其相对分子质量分别为640.74、618.89和484.56[3]。从鳐软骨蛋白水解物中分离鉴定的3种抗氧化肽,其相对分子质量分别为726.90、578.58和583.69[29]。对海鞘[2]、牡蛎[7]、凤尾鱼鱼粉[4]、草鱼皮[3]、鲣Katsuwonuspelamis肌肉[51]、鳐软骨[29]等蛋白水解物的抗氧化活性研究均表明,小分子量组分的抗氧化活性高于大分子量的组分,其原因可能是较小分子量的肽与自由基的反应更充分更完全。与此相似,在抗癌活性中,小分子量的肽显示出更高的抗癌活性,这是因为小分子量的肽比大分子量的肽具有更高的分子迁移率和扩散性,可改善与癌细胞的相互作用,增强抗癌能力[52]。而大多数鉴定出的抗菌肽,其相对分子质量基本在1000以上。Beaulieu等[11]研究发现,大分子量的海藻水解产物(相对分子质量>10 000)对金黄色葡萄球菌具有显著的抑菌活性。此外,在鲢蛋白水解物中,由其最大分子量的组分而制备的肽-锌结合物对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有最高的抗菌活性[53]。在带鱼蛋白水解物中,由其分子量最大的多肽制备的肽-Fe2+复合物显示出最高的抗菌活性[54]。在矿物质结合活性肽中,小分子量(<1000)和大分子量(>1000)的肽均可结合矿物质离子。从阿拉斯加鳕鱼皮水解物中分离鉴定出的铁离子结合活性肽,其相对分子质量为345[30],而从鳀鱼肌肉蛋白水解物中分离鉴定出的铁离子结合活性肽的相对分子质量分别为7594、8106[25]。
综上所述,不同原料、不同制备条件获得的同一活性肽具有相似的分子量,且抗氧化肽、降血压肽、抗癌肽和免疫调节肽的分子量一般较小,而抗菌肽主要是大分子量肽,在矿物质结合活性肽中既有小分子量(<1000)肽,也有大分子量(>1000)肽。
3.2 氨基酸组成
多肽链由两个及两个以上的氨基酸组成,其生物活性与其氨基酸的组成及含量密切相关。氨基酸的组成是抗氧化活性的关键因子,研究表明,大多数抗氧化肽、降血压肽、抗癌/抗肿瘤肽和免疫调节肽富含Pro、Trp、Phe、Leu、Gly、Val等疏水性氨基酸及Tyr、Phe、Trp等芳香族氨基酸;抗菌肽中富含疏水性氨基酸Gly、Ala、Pro及酸性氨基酸Glu;矿物质结合肽中富含Gly、His、Glu、Ala、Pro等氨基酸。如从草鱼皮蛋白酶解物中纯化的抗氧化肽,Trp、Tyr和Phe对自由基清除有较大贡献[3],源自凤尾鱼鱼粉[4]的抗氧化肽,其肽序列中的疏水性氨基酸残基(如Pro、Leu、Ala、Gly)通过提供电子或供体电子来稳定活性自由基。芳香族氨基酸残基可作为氢供体,并抑制自由基介导的过氧化链反应,含有更多苯丙氨酸的肽链显示出较强的抗氧化活性[51]。肽的支链氨基酸(Val、Leu和Ile)和非极性脂肪族氨基酸(Leu和Ala)对肽的抗氧化活性也有较大贡献[55]。酪氨酸、色氨酸和苯丙氨酸残基的电子致密芳环有助于与促氧化金属离子的结合,增强抗氧化活性[56]。富含甘氨酸残基的高疏水性肽可结合富含脂多糖的疏水性细菌膜,进而具有更高的抗菌活性[57]。通过分析源自鲢抗菌肽的氨基酸组分后发现,含有更多酸性氨基酸(如Glu和Asp)的肽在其复合物中显示出更多的锌结合含量,且羧基(包括羰基)是肽链中锌离子的主要结合位点[53]。此外,纯化的具有最高抗菌活性的带鱼蛋白肽-Fe2+复合物富含Glu、Asp和Ala[54]。有研究报道,许多ACE抑制肽含有色氨酸、亮氨酸、甲硫氨酸、酪氨酸和苯丙氨酸,这些氨基酸羧基末端含有芳香族或疏水性氨基酸,在ACE抑制活性中起重要作用[14]。与此相似,免疫调节肽中最常见残基也是疏水性氨基酸(如Val、Leu、Pro、Phe等),已有研究证明,疏水性氨基酸、谷氨酰胺、谷氨酸、酪氨酸、色氨酸、半胱氨酸、天冬酰胺和天冬氨酸的一个或多个残基促进肽的免疫调节活性[20]。Jacquot等[58]报道,带有2~3个正电荷的较长疏水性肽具有更强的刺激小鼠脾细胞增殖的潜力。免疫调节肽通过与靶细胞表面上的特异性受体结合调节先天性和适应性免疫应答[59]。此外,肽链中的几种氨基酸残基和基团(如羧基,磺基-氢基,负电荷和离子键)在多肽链发挥其生物活性中起着重要作用。在矿物质结合活性肽中,其结合能力与肽链中Asp和Glu的羧基及His咪唑的富氮基团有关[60]。罗非鱼蛋白的钙结合活性肽Trp-Glu-Trp-Leu-His-Tyr-Trp中Glu的羧基和His的咪唑基团决定钙离子的结合[61]。研究发现:Leu-Ala-Asn中的Asn、肽亚氨基和羰基的羧酸酯基团可以参与锌的配位[62];亲水性肽的锌螯合物似乎比疏水性质的螯合物具有更高的抗细菌活性,且羧基(包括羰基)是合成肽中锌离子的主要结合位点[53];铁离子结合的主要位点对应于羧酸盐基团,且在较小程度上对应于肽键[63];磺基-氢基参与肌肉蛋白肽结合铁,肽中Cys残基与铁的结合也受到邻近或相邻残基的影响,而组氨酰残基有助于铁结合,促进肌肉组织的铁吸收[64]。
文章来源:《水产科技情报》 网址: http://www.sckjqbzz.cn/qikandaodu/2021/0502/486.html
上一篇:牛磺酸的生物学功能及其在动物生产中的应用
下一篇:神仙会提案