酪蛋白源生物活性肽_酪蛋白巨肽研究进展
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42MILK AND MILK PRODUCT牛乳中生物活性肽的研究进展王帅,王青云,粘靖祺,孙健(黑龙江省完达山乳业股份有限公司,哈尔滨 150090)中图分类号:TS252.1 文献标识码:A 文章编号:1004-4264(2021)01-0042-04DOI: 10.19305/ki.11-3009/s.2021.01.010摘 要:牛乳中的蛋白质氨基酸序列里天然含有生物活性肽。
而人体所吸收的蛋白质经过自身消化酶的催化的水解反应也会产生生物活性肽。
这些具有功能作用的肽直接影响人体的许多生理过程,如影响人体行为、胃肠系统、激素调节、免疫反应、神经调节等。
目前,国内外学者已对生物活性肽与不同生理类别的特定生物反应及生物活性肽的应用进行了研究。
例如,从酪蛋白组分中提取的磷酸肽目前被用作膳食和药物补充剂。
由于生物活性肽的抗菌特性,在食品中添加生物活性肽可提高消费者的安全性。
生物活性肽可以作为保健品,为治疗感染或预防疾病提供参考。
本文意在促进对生物活性肽的深入研究及其应用的推广。
关键词:生物活性肽;牛乳;牛乳蛋白;功能性食品收稿日期:2020-08-21作者简介:王帅(1990-),男,工程师,硕士,从事婴幼儿配方食品及乳制品的研究与开发。
牛乳中含有人类所需的重要营养素、免疫保护物质和生物活性成分。
一般来说,牛乳中的主要蛋白质组分包括:α-LA、β-LG、酪蛋白、免疫球蛋白、乳铁蛋白、蛋白肽组分(酸溶性磷酸糖蛋白等)和少量乳清蛋白,如转铁蛋白和血清白蛋白。
这些生物活性肽可以通过胃肠道消化作用在人体内产生。
通常,这种功能肽的释放会影响人体的许多生理反应,因为它们具有类似激素的特性。
这些天然蛋白质前体序列也可以在体外通过酶水解产生,因此,可通过各种分离技术从蛋白质水解物中纯化肽并测定其生物活性对其进行研究。
目前,一部分生理活性肽已可以被人工合成。
有相当多的研究表明,许多生物活性肽具有多种功能,并且通常基于一种特定的生物作用而具有共同的结构特征。
THEORY | 理论研究Aug. 2018 China Food Safety »·75·牛乳源生物活性肽研究与应用进展摘要:活性肽是食品研究的热门课题,具有良好发展前景。
牛乳蛋白除了向人体提供营养物质外,还可产生多种对人体具有积极作用的活性肽。
牛乳源生物活性肽的分离鉴定及其构效关系的研究对于其研究与应用十分有必要。
本文综述了牛乳源生物活性基础研究及应用进展,为今后的研究应用提供参考。
关键词:乳源性; 生物活性肽;功能性食品;食品添加剂 Research Progress and Application in Food of Milk Derived Bioactive P eptidesLIANG Cao-wen,CAO Y ong *(College of Food Science, South China Agricultural University, Guangzhou 510642, China)Abs tr act:Milk -derived bioactive peptides have been identified as potential ingredients of health- promoting functional foods. The present review summarizes the preliminary classes of bioactive milk-derived peptides along with their physiological functions, gener al char acteris ticsand potential applications in healthcare.Key words: bioactive peptides;application;functional food; milk protein蛋白质是人体三大营养物质之一,过去研究认为机体以氨基酸形式吸收蛋白质[1-2]。
天然功能性食品添加剂——酪蛋白磷酸肽的研究进展摘要:酪蛋白磷酸肽( CPPs) 是含有成簇的磷酸丝氨酸的生物活性肽,现已证明,CPPs 具有重要生理功能。
本文就CPPs 的结构、理化性质、制备工艺、检测方法、生理功能及应用进行了系统的概述。
关键词:酪蛋白磷酸肽;结构;制备;生理功能;应用引言酪蛋白磷酸肽(Casein Phosphope Ptides,CPPs)是以牛奶酪蛋白为原料,经过单一或复合蛋白酶的水解,再对水解产物分离纯化后得到的含有磷酸丝氨酸簇的天然生理活性肽[1]。
CPPs能促进机体肠粘膜对钙、铁、锌和硒,尤其是钙的吸收和利用,被誉为“矿物质载体”。
CPPs是目前唯一促进钙吸收的活性肽,同时在提高机体免疫力、改善繁殖性能等方面也有重要作用。
日本、德国等国家已把CPPs定为功能性食品,与CPPs相关的研究越来越受到我国科学家和食品工作者的广泛关注。
1 CPPs的结构牛乳酪蛋白的主要成分为αs1、αs2、β和κ-酪蛋白,除κ一酪蛋白外,α和β一酪蛋白都具有成簇存在的磷酸丝氨酸残基(Ser一P)。
酪蛋白经体外酶水解后,产生CPPs,CPPs的核心部位是由3个磷酸丝氨酸残基组成的一个一Ser(P)一残基簇,后面紧接着2个一Glu一残基,即一serP一SerP一SerP一Glu一Glu一,现已证明这个结构是发挥其生物活性必不可少的。
Hiroshil等1974年用动物实验表明,酪蛋白可在动物体内形成CPPs,并确定其结构为serP一serP-SerP一Glu一Ile一Pro一Asn。
1996年Nieholasf 习等用胰蛋白酶水解酪蛋白,得到包含有一SerP一SerP一SerP-Glu一Glu一序列的CPPs,从而得知了CPPs实际上是一类含有磷酸丝氨酸和谷氨酸的短肽,其产品分子量不均一[2]。
2 CPPs的理化性质2.1 溶解性 CPPs 产品具有良好的溶解性,其pH值为2.0~10.0,其溶解性除在pH值4.0 约为90%外,其他均高于90%,且溶解性随 pH 值的增高而增大。
酪蛋白磷酸肽的应用研究进展
周根来
【期刊名称】《饲料研究》
【年(卷),期】2009()1
【摘要】酪蛋白磷酸肽是从牛乳酪蛋白中水解分离所得的一种生物活性肽。
现已证明,其具有促进钙和铁等矿物元素的吸收及防止蛀牙等生理功能。
【总页数】5页(P10-14)
【关键词】酪蛋白磷酸肽;结构;制备;功能
【作者】周根来
【作者单位】江苏畜牧兽医职业技术学院畜牧系
【正文语种】中文
【中图分类】S816.7
【相关文献】
1.酪蛋白磷酸肽应用研究进展 [J], 孙延春
2.酪蛋白磷酸肽金属矿物质螯合物的研究进展 [J], 高然;陈俊德;易瑞灶;洪碧红;李龙;余琳;许诺华;郑美华
3.酪蛋白磷酸肽钙磷复合体促进牙釉质再矿化的研究进展 [J], 董志恒;邢琳
4.酪蛋白磷酸肽-无定形磷酸钙再矿化作用的研究进展 [J], 王里媛;周红艳;梅予锋
5.酪蛋白磷酸肽检测方法研究进展 [J], 邵琪;魏丽娜;张东丽;张丽茹;王为;屈岩峰因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
酪蛋白磷酸肽(CPP)与钙、铁营养研究进展目前,研究较为广泛的生物活性肽主要来源于牛乳酪蛋白,这类肽具有免疫、镇痛、促进矿物质吸收等诸多生物功能。
其中,研究较多的是酪蛋白磷酸肽(CPP),它是以牛乳酪蛋白为原料,经过单一或复合蛋白酶的水解,再对水解产物分离纯化后得到的含有磷酸丝氨酸簇的天然生理活性肽,具有结合钙和促进钙吸收的功能,同时对提高铁的生物利用率也有作用。
1 CPP的来源与分子结构酪蛋白占牛乳总蛋白的80%左右,主要有αs1-酪蛋白、αs2-酪蛋白、β-酪蛋白、κ-酪蛋白组成。
CPP主要是由αs1-酪蛋白、αs2-酪蛋白,β-酪蛋白经胰蛋白酶水解后,产生的相对分子量不均一,且富含Ser-P的多肽。
理论上可产生8种磷酸肽,其中最为典型的有以下4种。
sequence 1 [β-CN(1-25)]:Arg1-Glu-Leu-Glu-Glu-Leu-Asn-Val-Pro-Gly-Glu-Ile-Val-Gl u-Ser(P)-Leu-Ser(P)3-Glu2-Ser-Ile-Thr-Arg25。
sequence 2 [αs1-CN(59-79)]:Gln59-Met-Glu-Ala-Glu-Ser(P)-Ile-Ser(P)3-Glu2-Ile-Val-P ro-Asn-Ser(P)-Val-Glu-Gln-Lys79。
sequence 3 [αs2-CN(46-70)]:Asn46-Ala-Asn-Glu-Glu-Glu-Tyr-Ser-Ile-Gly-Ser(P)3-Glu2-Ser(P)-Ala-Glu-Val-Ala-Thr-Glu-Glu- Val-Lys70。
sequence 4 [αs2-CN(1-21)]:Lys1-Asn-Thr-Met-Glu-His-Val-Ser(P)3-Glu2-Ser-Ile-Ile-S er(P)-Gln-Glu -Thr-Tyr-Lys21。
其结构特点含有共同的核心部位是SerP-SerP-SerP-Glu-Glu。
生物活性肽研究现况和进展李 勇(北京大学公共卫生学院营养与食品卫生学系,北京,100083)摘 要 生物活性肽指对生物机体的生命活动有益或具有生理作用的肽类化合物,包括内源性和外源性生物活性肽;其吸收机制优于游离氨基酸,且具有氨基酸不可比拟的生理功能和改善食品感官效应。
海洋生物活性肽资源丰富,有增强免疫、抗氧化、抗高血压、抗肿瘤、抗菌和抗病毒等活性,开发利用前景广阔。
关键词 肽,生物活性肽,海洋生物活性肽,生理功能收稿日期:2006-01-031 肽和生物活性肽基本概念肽(peptides )是分子结构介于氨基酸和蛋白质之间的一类化合物,是蛋白质的结构与功能片段,并使蛋白质具有数以千万计的生理功能。
肽本身也具有很强的生物活性。
氨基酸是其基本构成单位,由2个或3个氨基酸脱水缩合而成的肽分别叫二肽和三肽,以此类推为四肽、五肽。
一般说来,肽链上氨基酸数目在10个以内的叫寡肽,10~50个的叫多肽,50个以上的叫蛋白质。
人们习惯上也把寡肽中的二、三肽称为小肽。
由于构成肽的氨基酸种类、数目与排列顺序的不同,决定了肽纷繁复杂的结构与功能。
生物活性肽(biologically active peptide /bioactive peptide /biopeptide )是指对生物机体的生命活动有益或具有生理作用的肽类化合物,又称功能肽(func -tional peptide )。
肽由氨基酸组成,人体存在20种氨基酸,由不同的氨基酸的种类排列,加上数量排列形成,再加上还可能有的二级、三级结构,其种类是十分庞大的。
每一种活性肽都具有独特的组成结构,不同活性肽的组成结构决定了其功能。
此外活性肽在生物体内的含量是很微量的,但却具有显著的生理活性。
据研究,有些多肽在10-7mol /L 的浓度时仍具有生理活性,就是说1m L 的多肽用60倍水稀释后,仍然具有生理功能。
而且生物体可依据生理状态来合成和降解活性肽,因此,具有调节功能的活性肽的半衰期均很短。
No.2.2008Researchprogressoncaseinomacropeptide(CMP)———apeptidewithbiologicalactivitiescomesfromcaseinCONGTao1,ZHAOLin2(1.InstituteofNutritionandFoodHygienics,TheAcademyofMilitaryMedicineScience,Tianjin300050;2.DepartmentofNutrition,TheGeneralHospitalofP.L.A.,Beijing100853)Abstract:Besidesthenutritionalroles,caseinhasmanybiologicalfunctionsthroughenzymehydrolysis.Caseinomacropeptide(CMP),derivedfromκ-caseinandwhey,isapeptidewithmanybiologicalfunctions.TheresearchanddevelopmentofCMPmakeusnotonlygetavaluablepeptide,butalsoavoidtheenvironmentalpollution.ThebiologicalcharactersandresearchprogressofCMPweremainlydescribedinthispaper,soastoprovidesomeinformationforitsutilization.Keywords:caseinomacropeptide(CMP);biologicalactivity;researchprogress牛乳中含有丰富的蛋白质,包括酪蛋白、乳清蛋白、乳白蛋白、乳球蛋白、乳铁蛋白和一些具有重要生理功能的酶类,其中酪蛋白约占80%,是牛乳蛋白的主体。
酪蛋白是一个含磷蛋白质,其丝氨酸羟基与磷酸根之间形成一个酯键,有αs-、β-、κ-、γ-4种构型。
酪蛋白中含有人体必需的8种氨基酸,是一种全价蛋白质(PER值为2.5),能够为生物体的生长发育提供较全面的蛋白质营养,尤其对新生儿是最具营养价值的蛋白质来源。
20世纪80年代以来,国外学者相继发现酪蛋白在消化道中经蛋白酶水解后,能分离得到许多具有生物功能的活性肽,它们除了营养作用外,还具有重要的生理功能,按照其功能可分为类阿片肽、降血压肽、抗血栓肽、免疫促进肽、促进矿物离子吸收肽、抗菌肽等。
随着各种不同功能的乳源性生物活性肽的发现,对乳蛋白质的研究已成为生理学和营养学的研究热点。
酪蛋白巨肽是在乳酪制备过程中从κ-酪蛋白和收稿日期:2007-07-02作者简介:丛涛(1971—),女,山东招远人,硕士研究生,副主任技师,研究方向为营养与食品卫生学。
酪蛋白源生物活性肽———酪蛋白巨肽研究进展丛涛1,赵霖2(1.解放军军事医学科学院营养与食品卫生研究所,天津300050;2.解放军总医院营养科,北京100853)摘要:酪蛋白除营养功能外,经蛋白酶水解后还能产生许多具有生物学功能的活性肽。
酪蛋白巨肽(Caseinomacropeptide,CMP)是从κ-酪蛋白和乳清蛋白中提取的具有多种生物活性的巨肽,对它进行研究和开发,不仅能得到营养和生理功能兼具的活性肽,还能够避免其过度排放造成的环境污染。
综述CMP的生物特性和研究进展,旨在为国内乳源性生物活性肽的开发利用提供资料。
关键词:酪蛋白巨肽;生物活性;研究进展中图分类号:TS201.4文献标志码:B文章编号:1005-9989(2008)02-0168-04No.2.2008乳清蛋白中提取的具有多种生物活性的巨肽,是食品工业生产中的副产品。
对它进行研究和开发,不仅能得到营养和生理功能兼备的活性肽,还能够避免其过度排放造成的环境污染[1]。
本文就CMP的生物特性和研究进展进行综述,旨在为国内乳源性生物活性肽的开发利用提供资料。
1CMP的化学结构及性质酪蛋白巨肽存在于哺乳动物母乳的κ-酪蛋白中。
在凝乳酶水解过程中,κ-酪蛋白在苯丙氨酸105-甲硫氨酸106间的肽键断裂,分解为两部分,一个是氮端的疏水部分即副酪蛋白,在钙离子存在下与其他酪蛋白成分一起沉淀;另一个是含64个氨基酸残基的亲水片段(f106 ̄169),即CMP,它与乳清蛋白一起保留在溶液中。
CMP中有30% ̄50%为糖基化形式的酪蛋白糖多肽(Glycomacrop-eptide,GMP),其糖基有3种形式,即唾液酸、半乳糖和N-乙酰氨基半乳糖[2]。
CMP的分子量约为7ku,是一组具有同样的直链结构,但糖基化和磷酸化程度不同的肽类,由于其广泛的转译后修饰,所以存在多种形式。
CMP有A和B两种遗传变异体,两者可以相互转换,因此CMP可分为两组肽:CMP-A和CMP-B。
大多数CMP以磷酸化形式存在,每个分子含有1 ̄3个磷酸基团,单磷酸、双磷酸和三磷酸形式所占的比例分别约为78%、20%和2%。
CMP等电点为pH1 ̄2,在pH1 ̄10范围内均为可溶。
与乳清蛋白相比,它的热稳定性更高,在80 ̄95℃加热处理15min后可100%溶解。
CMP的氨基酸序列如下:Met-Ala-Ile-Pro-Pro-Lys-Lys-Asn-Gln-Asp-Lys-Thr-Glu-Ile-Pro-Thr-Ile-Asn-Thr-Ile-Ala-Ser-Gly-Glu-Pro-Thr-Ser-Thr-Pro-Thr-Ile-Glu-Ala-Val-Glu-Ser-Thr-Val-Ala-Thr-Leu-Glu-Ala-Ser-Pro-Glu-Val-Ile-Glu-Ser-Pro-Pro-Glu-Ile-Asn-Thr-Val-Gln-Val-Thr-Ser-Thr-Ala-Val-OH。
其结构特点是富含支链氨基酸,不含芳香簇氨基酸,没有二级结构,其在波长280nm处无吸收峰,很难用考马斯亮蓝染色法检测,只在205 ̄217nm处有吸收峰。
2主要生物学活性CMP是一种多功能肽,其不同的序列片段支持不同的生物学功能。
它们主要依靠与细胞成分间的相互作用发挥其功能,这与其糖基化程度和结构密切相关。
CMP的生物活性主要有以下几个方面:2.1抗微生物活性CMP具有对抗毒素、病毒以及细菌的活性,这主要是其结构中的碳水化合物片段的作用,因为许多病原体和肠毒素都是通过识别靶细胞膜上的碳水化合物受体而黏附于细胞壁上[1]。
糖基化CMP能够抑制霍乱毒素与细胞壁上的低聚糖受体结合;CMP可以抑制真菌和大肠杆菌等的增殖,并能够保护细胞不受流感病毒感染,因此可作为杀菌剂治疗感染[2]。
CMP对变形链球菌、牙龈卟啉单胞菌及大肠杆菌等的抑菌作用是无糖基化单磷酸化的CMP(即kappacin)所特有的,这是由内源性蛋白酶谷氨酸-C消化产生的抗菌序列Ser(P)149κ-酪蛋白-Af(138 ̄158)所发挥的作用[3]。
它与阳离子抗菌肽的序列结构不同,而显示出新的阴离子抗菌肽的特性,磷酸化形式对其发挥抗菌作用至关重要。
CMP还能够阻止生龋齿的细菌黏附于口腔龋洞中从而发挥抗龋作用,它不仅抑制口腔微生物(如茸毛链球菌、变形链球菌)的黏附,同时增加放线菌的数量,从而改变口腔齿菌斑微生物的结构,保护牙釉质,防止腐烂。
多种不同结构的CMP糖基化合物都能够不同程度地预防细菌黏附。
这使CMP非常适合作为口腔卫生学产品如口香糖、牙膏和潄口水等的功能成分。
2.2免疫调节作用CMP具有免疫调节作用,可作为机体的免疫调节剂。
它通过诱导脾淋巴细胞增殖而抑制有丝分裂。
其免疫调节作用既依赖于多肽部分,也是由于唾液酸的存在。
CMP可与小鼠单核或巨噬细胞通过多价配位体(例如糖链及其他阴离子基团如磷酸丝氨酸残基)结合,诱导产生白细胞介素-1(IL-1)受体拮抗剂,从而抑制脂多糖介导的脾淋巴细胞增殖。
此外,糖基化CMP可与小鼠CD4+淋巴细胞结合,抑制由植物血球凝集素诱导的白细胞介素-2(IL-2)受体的表达及炎性反应。
对于脂多糖介导的增殖,具有两个N-乙酰神经氯酸(NANA)残基的CMP调节活性最高。
上述两种抑制作用在唾液酸苷酶或胰凝乳蛋白酶的消化作用下都会减弱[4]。
有研究显示,膳食中的CMP对IgG抗体的产生有显著抑制作用,有助于降低新生儿对环境抗原的免疫反应,因此CMP适用于制备免疫抑制性食物[5]。
另外,人乳CMP不仅可抑制淋巴细胞增殖和免疫球蛋白产生,还能够诱导一些淋巴细胞的凋亡。
2.3肠道调节功能CMP具有支持肠道有益微生物的作用,在很低浓度时就能够促进双歧杆菌的生长并抑制大肠杆菌,显著降低沙门氏菌的数量,可作为益生原或新生儿配方食品的添加剂而起到类似母乳的作用,有效防止婴幼儿腹泻。
这种性质主要是由NANA残基发挥的作用[6]。
对于CMP刺激乳酸菌生长的作用,目前还存在169No.2.2008争议。
有报道认为胰蛋白酶消化后的CMP分解为大小不等的肽段,都具有刺激乳酸菌生长的活性,并存在剂量效应关系[7]。
同等条件下,CMP活性肽片段的作用强度显著高于完整的CMP。
但也有研究显示,分别添加CMP和α ̄乳球蛋白的膳食配方能刺激肠道双歧杆菌的生长,但前者不能刺激乳酸菌的生长[8]。
CMP是重要的肠道功能调节剂,它能够抑制胃酸分泌和胃泌素释放,减缓胃蠕动,缓解胃痉挛。
此作用可能是由胃黏膜形成的肽激素介导的,能增加乳蛋白的消化效率。
糖基化CMP能刺激缩胆囊素(CCK)的释放,主要是因其含NANA[1]。
CCK是一种产生饱腹感的激素,可控制食物在十二指肠的消化。
减少胃肠分泌物可降低幼年动物体内蛋白质的水解,从而保护来自奶中的免疫球蛋白、乳酸铁蛋白和溶菌酶,使其顺利到达肠道并发挥作用。
在消化过程中,CCK的生理调节作用是控制胰酶的释放及通过减缓小肠收缩调控整个消化过程。
有证据表明,CMP是通过引发肠道受体激活物而发挥作用。
在麻醉后的大鼠体内发现,CMP是通过引起CCK的释放和激活迷走-迷走胆碱能反射环而特异性地刺激胰腺分泌[9]。
国外一种由壳聚糖和CMP组成的控制食欲的配方已获得专利[10]。
然而对成人的短期研究显示,其对食物摄入或饱腹感的主观指标没有明显作用[11]。
另有研究发现,在饲料配方中添加CMP的幼猴,食物摄入量明显增加[12],这与上述CMP抑制食欲的实验结果相矛盾,因此还需要通过更深入的实验研究来证实其作用效果。
2.4与心血管系统相关的生物活性CMP可以抑制由胶原蛋白和凝血酶引发的血小板凝集。
牛乳中的凝块被认为是由于κ-酪蛋白和凝乳酶之间的相互作用产生的;而血液中的凝块则被认为是纤维蛋白原和凝血酶之间的相互作用产生的。