提到活性多肽,大家可能有点陌生,但其实它存在于我们日常生活的方方面面,不论是水果蔬菜、牛奶还是医药、化妆品,都能看到它的身影。活性多肽可以参与生命机体的多种生理活动,对促进健康发挥着重要的作用,如降血压、降血糖、降血脂和抗癌等。
自然界中除病毒以外的所有生物,都是由细胞构成。而细胞主要由水和蛋白质构成,蛋白质是组体最重要的物质。
过去的学界认为氨基酸直接构成了蛋白质,但是经过研究发现,氨基酸不能直接构成蛋白质,而必须先互相结合形成肽链。中含有20种氨基酸,他们有一个共同的特点,即氨基、羧基、氢原子都连在中间的α-碳原子上,他们的不同在于R基不同。一般我们也将R基称为侧链,而中间的氮、碳原子称为主链。这是一个氨基酸,这是另一个氨基酸,两个氨基酸在一起就会抱团取暖,通过脱去一分子的水,形成肽键连在一起。那如果有很多个氨基,每个氨基酸之间都会形成肽键相连,那么这条由N端到C端相连的骨架就构成了多肽。
肽,这一奇妙的物质,被公认为人类发展史上最璀璨而惊人的发现,既是上帝的礼物,也是生命的护航者。它不仅为人类健康带来希望,同时也在一百多年间获得了17个诺贝尔大奖,成就了20余位科学家。
1984年,美国生物化学家美利菲尔德博士在细胞内发现一种特殊物质,并将其命名为活性多肽。活性多肽对的生长发育、新陈代谢、疾病、衰老、死亡起着关键性作用,掌控人类的疾病和衰老。美利菲尔德博士也因此获得当年的诺贝尔化学奖。
1986年,美国生物学家科恩博士和意大利生物化学家利瓦伊博士共同研究发现活性多肽具有修复受损病变细胞、调节细胞生命周期、激活衰老细胞的作用、同时能够对各大系统的综合调理起到促进作用,两位科学家也因此于当年获得诺贝尔医学奖。
Science刊登出一爆炸性消息:美国艾伦西伯尔博士做出了活性多肽在医学领域中对细胞和基因的修复、调理、激活、免疫作用的科研成果。活性多肽被用于治疗多种疾病,其价值超过了人类历史上发现的多种物质。艾伦西伯尔博士也获得了当年的诺贝尔奖。
那么天然活性多肽可以在哪里找到呢?大量研究证明天然活性多肽的来源十分广泛,目前科研工作者已经从动物、植物、微生物、亦或是乳制品、蛋类、坚果等天然来源中,分离提取出了具有各种生理学功能的活性多肽。
由于自由基可以窃取周围原子的电子,并将其转化为自由基,这可能会导致细胞复制的受损,进而诱发各种疾病。此外细胞的衰老、凋亡也与自由基息息相关。而抗氧化多肽具有清除自由基、防止脂质过氧化作用,能达到预防疾病的目的。
当皮肤受损时,伤口暴露容易引发细菌或真菌感染,从而导致免疫力下降,进一步诱发各种病症。抑菌性多肽可以作用在细菌的细胞膜上,通过改变细胞膜的通透性来杀灭细菌,构成宿主防御细菌与真菌等入侵的重要分子屏障。
很多食物蛋白来源的多肽具有抑制血管紧张素转换酶的活性的作用。它能够间接地抑制血管紧张素II的形成,从而起到降血压的作用。此外,比起食物来源的蛋白本身,分离纯化后的水解产物——多肽,能更加有效地起到降低血脂的作用,具有更高的生物活性。
国外有研究表明,天然合成的活性多肽及其类似物在癌症治疗中已经有相关应用。其作为功能性食品和营养保健成分具有重要的实际应用潜力,尤其是在癌症辅助治疗上面,一些活性多肽具有很好的抗肿瘤活性。
食品是人们日常生活中摄入天然活性多肽的主要途经之一。目前,食品中的多肽主要有抗菌、免疫调节、降血压的作用,是一种多功能的营养配料。比如,大多数多肽能在pH3.5~4.0的酸性溶液中溶解,在健康营养饮料中有所应用。
多肽类药物的化学本质是具有生物活性的小分子物质,具有降血压、抗菌及抗肿瘤活性。目前在临床上使用的多肽类药物具有较高的应用价值。比如
Nature杂志就报道过一项蛋白类新冠疫苗的I期临床试验。此外,中药中也含有大量的多肽类物质,传统的煎、熬、煮的用药方式,能够有效发挥其生物活性,并且有研究表明多种中药来源的多肽类成分对缺血性心脑血管疾病有一定的预防作用。
人的皮肤会出现衰老暗淡,主要原因是内的自由基过多失衡,破坏了正常细胞的功能。而抗氧化多肽活性高、吸收快、稳定性好,具有自由基清除能力,可以缓解皮肤衰老,因此在美容化妆品种行业应用较广。L-肌肽与谷胱甘肽是最早被应用到各种品种的抗衰老多肽,同时也具有补水保湿、抗皱抗斑等功效。
生物天然多肽具有多种优良活性,因此在保健食品、医药产品及化妆品方面有着广泛应用。同时在目前“大健康”的理念下,健康产业呈多元发展,人们对于饮食疗法的倡导也在不断加强。我国是农业大国,源于农业资源的天然多肽种类丰富,但目前更多应用于生产动物饲料等低附加值产品,在天然多肽创制技术与高值化利用等方面还有很大提升空间。
[4]黄小梨,徐紫婷,巫胜源,黄文清,于笛.生物活性多肽及其应用研究进展[J].食品安全导刊,2022(31):158-160.
清华大学探臻科技评论社是清华大学服务国家战略科技发展,履行高水平科技自立使命,为培养关键核心领域青年领跑者创建的科技创新社团。《探臻科技评论》公众号定期推送世界科技前沿动态,以及来自清华大学学生发表的高质量前沿研究,旨在打造汇集尖端资讯的一站式平台。