生物活性低聚肽生理功能的研究进展

胡佳妮 李勇

摘 要：相比多肽，低聚肽具有优异的吸收机制与生物活性，本文主要从生物活性低聚肽生理功能的角度综述生物活性低聚肽的研究进展，并对生物活性低聚肽的研究前景进行了展望。

关键词：生物活性低聚肽;生理功能;前景展望

近年来，肽类成分对于人体健康状况的影响受到越来越多的关注。研究发现，生物活性低聚肽在生物体内具有抗氧化、抗衰老等多种健康功能^[1]。目前活性多肽类主要集中在药物、检测以及食品领域的应用，对于活性低聚肽而言，在营养治疗、保健领域则具有更广阔的应用前景。

1 活性低聚肽的生理功能

1.1 调节免疫

许多生物活性肽，如抗菌肽、干扰素和白细胞介素，可以激活和调节免疫反应，通过增加人外周淋巴细胞的增殖，从而发挥抗菌作用。免疫增强的表现主要包括细胞免疫、体液免疫、单核巨噬细胞功能和NK细胞活性的增强。据报道，有几种生物活性肽能调节免疫功能并且也能作为抗菌剂起作用，它们的肽链通常很短（3～20个氨基酸残基），具有疏水性和阳离子性。这些免疫调节肽的作用是相对非特异性的，其作用的确切机制及其在体内的代谢机制尚不清楚。He LX^[2]等已證实，人参低聚肽（GOPs）可显著增强ConA诱导的小鼠脾淋巴细胞增殖，延迟过敏反应，抗体产生细胞数、小鼠的碳清除指数、巨噬细胞吞噬率、NK细胞活性增强效果等数据均优于空白对照组及乳清蛋白组;因此，GOPs可以通过增强细胞免疫、体液免疫、单核-巨噬细胞吞噬能力和NK细胞活性来提高免疫功能。杨睿悦等^[3]对海洋低聚肽（MCPs）的研究发现，MCPs具有增强小鼠免疫功能的作用，其机制可能是通过增强Th细胞功能以及刺激细胞因子分泌而实现。此外，该团队评价了海参肽免疫调节作用，海参肽是用蛋白酶水解新鲜海参，分离纯化得到的蛋白质水解产物，通常它由3～10个氨基酸组成，90%以上的分子质量低于2 000 Da，且通过实验证实了海参肽具有提高免疫的作用，这些作用可能源于Th细胞、细胞因子的激活和抗体的产生^[4]。除此之外，国内外研究发现，水解乳清蛋白得到的活性肽相对分子量主要分布在300～1 400 Da，并且绝大部分集中在1 000 Da以下，多为小分子低聚肽^[5-6]。现有研究显示，乳清蛋白水解得到的小肽具有显著的免疫调节作用^[7]。

1.2 抗氧化活性

生物活性低聚肽的抗氧化活性到了学术界的高度关注，其中包括肌肽、谷胱甘肽（GSH）、大豆蛋白酶解物等。肌肽是典型的抗氧化性低聚肽，可在多种体系中起抗氧化作用。GSH因含有一个易被氧化脱氧的巯基，也具有较强的抗氧化性和清除自由基作用。短肽段具有更强的清除羟基的能力，高水解度的肽类具有更强的清除羟自由基能力，即清除羟自由基能力随着水解度的增加而不断增强^[8]。

已有研究证明，通过酶解技术从大豆和花生蛋白中可提取出具有抗氧化活性的肽类。高纯度大豆低聚肽和花生低聚肽是一种以二肽和三肽为主要成分的混和物，李丹等^[9]研究发现，两者皆有抗氧化作用，花生低聚肽的硫氨基酸含量高于大豆低聚肽，大豆低聚肽清除DPPH能力和还原力高于花生低聚肽。邓成萍等^[10]通过对不同分子量大豆肽功能特性的研究，发现其中抗氧化活性肽主要集中在分子量<5 000 Da的短肽中。任金威等^[11]研究GOPs对大鼠氧化损伤的保护作用，GOPs剂量组大鼠血清8-表氢氧异前列腺素水平显著降低、血清和肝脏丙二醛水平显著降低、蛋白质羰基（水平显著降低、血清与肝脏超氧化物歧化酶水平明显升高、肝脏谷胱甘肽过氧化物酶水平有所上升，血清GSH水平显著增高，说明GOPs抑制丙二醛（MDA）生成，减少细胞损伤，保护蛋白质免受氧化损伤，同时通过提高超氧化物歧化酶（SOD）和谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）的水平来减少自由基的氧化，起到保护细胞膜的作用，而且GOPs可以通过提高GSH水平来保护抗氧化酶活性，降低体内氧化应激水平。简而言之，GOPs可以增强身体的抗氧化能力，有潜力成为一种新的抗氧化剂制剂。此外，取材于海洋生物的海洋胶原肽也具有较强的抗氧化作用，海洋胶原肽是一种小分子寡肽混合物（分子量200～1 000），主要由深海鱼类的鱼皮或鱼鳞制成。Jun等^[12]发现，通过分离金枪鱼的水解产物可获取不同种类的抗氧化活性肽，且这些肽的生理活性与分子量的分布存在关联，不同分子量的抗氧化肽抗氧化性能程度有所不同。研究发现，MCPs对D-半乳糖亚急性衰老模型大鼠有抗氧化保护作用，不同剂量的MCPs可以增强SOD活性、过氧化氢酶（CAT）活性，降低MDA含量，其抗氧化活性相当于维生素E^[13]。有研究对高脂大鼠进行了不同剂量的MCPs干预后，证实了MCPs能降低高脂大鼠的氧化应激反应^[14]。

1.3 延缓衰老

活性低聚肽分子量小，结构紧密，能最大程度上有效地捕获和清除体内过量的氧自由基和有害物质，抑制自由基的过氧化物作用，使细胞功能修复，保持机体活力，减少色素沉着的发生，阻止并推迟老年斑的出现，此外，活性肽还能通过增强机体免疫力，延缓细胞衰老。Pei X等^[15]证实了MCPs对老年学习记忆的改善作用，通过分别选用20月龄雌性C57BL/6J小鼠，6月龄SAMP8小鼠为模型以不同剂量的MCPs进行干预，结果表明，MCPs能显著性增强老龄小鼠的空间学习记忆能力以及被动回避能力。另有研究证明，MCPs能通过其抗氧化特性，促进脑源性神经营养因子（BDNF）的有效表达等作用机制，预防因衰老所导致学习记忆能力下降^[16]。王军琦^[17]采用不同浓度海参低聚肽饲养家蚕至死亡，探究其对家蚕的抗衰老作用，结果发现海参低聚肽在不干涉家蚕的生长规律的前提下，可以延缓幼虫的生长并延缓衰老，对于成虫而言，只有更高浓度的海参低聚肽才能发挥同等效果的抗衰老作用。

1.4 护肝作用

生物活性低聚肽具有护肝的作用。Zhang F^[18]等研究玉米低聚肽（COPs）对大鼠早期酒精性肝损伤的影响，发现COPs可以阻止血清氨基转移酶的升高，并减轻酒精诱导的肝脏组织学损伤，COPs还可以抵消血清中SOD活性和MDA含量的变化、改善脂质代谢异常，可得出COPs对大鼠早期酒精性肝损伤具有显著性保护作用的结论。刘雪姣等^[19]在离体细胞水平上研究COPs预防酒精损伤的作用及机理，发现了COPs可以通过促进肝卵圆细胞增殖与对抗细胞损伤两方面保护肝干细胞，COPs可以通过上调酒精诱导的抗凋亡蛋白bcl-2的低表达，下调促凋亡蛋白Bax的高表达，减轻肝细胞的氧化应激，降低caspase3的活性，具备对小鼠酒精性肝损伤的保护作用。除此之外，有研究发现绿侧花海葵寡肽和文蛤寡肽都能显著降低CCl4对小鼠肝细胞的造成的损伤，对CCl4诱导的小鼠急性肝损伤模型具有明显护肝作用^[20-21]。

1.5 调节血脂

血脂異常也称脂代谢紊乱，是指由于异常的脂肪代谢或运转使胆固醇（TC）甘油三酯（TG）和（或）低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）过高和（或）高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）过低而引发的一种病症^[22]。有试验对GOPs干预高脂血症模型大鼠是否具有降脂作用进行了探究，结果表明，GOPs虽尚未显示出辅助降血脂的作用，但在经GOPs干预的高脂模型大鼠的血清中NO和NOS的水平有所升高，证明GOPs可通过该机制发挥保护大鼠血管内皮细胞功能的作用，并通过降低大鼠血清肝脏中MDA的含量与增强SOD和GSH-PX的活性，使其具有抗动脉粥样硬化的作用^[23]。Navab M等^[24]发现，包含4个氨基酸残基的短肽Lys-Arg-Glu-Ser和Phe-Arg-Glu-Leu具有拟载脂蛋白活性，能影响低密度脂蛋白（LDL）代谢，口服这些短肽可以降低小鼠体内脂质过氧化物含量，增加血浆高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C），并降低ApoE敲除小鼠发生动脉粥样硬化的风险。Malinin V等^[25]研究 Lys-Glu-Trp-NH2短肽对代谢紊乱模型大鼠脂质和碳水化合物代谢的影响，结果显示，该肽能通过降低脂质过氧化物含量，改善抗氧化系统的状态，并使高密度脂蛋白（HDL）水平正常化，对代谢紊乱大鼠具有明显降血脂作用。

1.6 调节血糖

研究表明，生物活性低聚肽能降低血糖，对糖尿病具有改善作用。有研究发现MCPs可通过抗氧化作用，改善高脂饲料喂养的大鼠体内脂质代谢紊乱，降低胰岛细胞损伤，提高胰岛素的生物学活性以改善糖代谢异常，对空腹血糖和口服糖耐量有一定改善作用^[26]。另有实验证明，经海洋骨胶原肽干预的去卵巢大鼠胰腺细胞凋亡情况在很大程度上得以改善，减轻了大鼠的胰腺组织的炎症变化，并抑制组织发生变性坏死性改变，这可能是海洋骨胶原肽降血糖作用的机制之一^[27]。大量研究表明，燕麦本身具有一定的降血糖作用^[28]。有研究探究了燕麦低聚肽（OOPs）对于糖尿病大鼠降血糖效果，用OOPs干预高热能饮食联合链脲佐菌素（STZ）诱导糖尿病大鼠，结果表明，OOPs可降低糖尿病大鼠空腹血糖水平，提高糖耐量，并具有辅助降血糖作用^[29]。刘欣然等^[30]评估了核桃低聚肽（WOPs）对db/db糖尿病模型小鼠的血糖调节作用，结果显示，采用WOPs干预改善了糖尿病小鼠葡萄糖耐量，具有降低空腹血糖、餐后血糖及血糖曲线下面积的作用。

1.7 调节血压

生物活性低聚肽能调节血压。有研究证实，肽的血管紧张素转换酶（ACE）抑制活性与其肽链长度有关，ACE抑制肽的分子量比较低，一般低于1 000 Da^[31]。刘文颖等^[32]对海洋胶原低聚肽、乌鸡低聚肽、玉米低聚肽、小麦低聚肽、大豆低聚肽五种食源性低聚肽的ACE抑制作用进行了测定，结果显示，这几种低聚肽皆有ACE抑制作用并呈现明显的剂量-效应关系，起到降血压的作用，该研究中的食源性低聚肽分子量大多在1 000 Da以下，这可能是其具有较高ACE抑制活性的原因之一。张宇昊等^[33]通过超滤分离花生肽，得到3种不同分子量范围的组分，其中分子量小于1 000 u的组分具有最显著的降血压活性。

1.8 抗疲劳

由于低聚肽容易被吸收和利用，当人体内因营养物质的过度消耗，导致内部环境失衡，各种系统功能低下时，低聚肽可以迅速补充体内活性物质和营养物质的不足，从而达到内部环境的平衡，改善新陈代谢，有效消除疲劳。有研究发现，GOPs 30 d连续灌胃可以使小鼠的运动耐力增强，负重游泳时间延长，使运动后血乳酸和尿素氨含量有所降低，乳酸脱氢酶活性和肝糖原含量提高^[34]。另有研究报道了摄入中剂量与高剂量的海参多肽可以减轻小鼠体力疲劳，提示海参多肽具有良好的抗疲劳效果，但与摄入同等剂量的海参低聚肽对比，摄入的海参多肽无法发挥同等功效的抗疲劳作用，在生理、生化指标等方面的检测数据也表明，海参多肽的生物活性不及海参低聚肽，这说明肽类分子量的分布与其抗疲劳功效密切相关^[35]。冯永巍^[36]制备出分子量集中在500～600 Da的玉米低聚肽，将玉米低聚肽制成饮料对动物模型进行干预实验，发现玉米低聚肽饮料能明显延长小鼠负重游泳时间，血乳酸、血清尿素和肝糖原检测结果呈阳性，表明具有增强体力，缓解体疲劳的作用。

2 展望

综上所述，由于其独特的化学性质，低聚肽克服了传统生物化合物和分子用作医疗治剂时遇到的许多挑战，为医学治疗提供了一种新途径。此外，在低聚肽的制备方面，微生物蛋白水解系统在发酵过程中可产生大量具有不同潜能的低聚肽，因此采用微生物发酵从食品中提取多种活性低聚肽是一个具有前景的策略。随着研究方法的进步与革新，蛋白质工程和酶工程技术的得到了迅速的发展，生物信息学加上适当的高通量肽显示技术也将是寻找生物活性低聚肽的重要工具。在未来几年，以模块化的方式应用肽营养学，结合成本效益高的可扩展技术，可更加全面地探究与揭示低聚肽的功能活性，构建更多高效的多功能低聚肽，使其应用范围得到进一步扩大。◇

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Research Progress on Physiological Function of Bioactive Oligopeptides

HU Jia-ni，LI Yong

（Department of Nutrition and Food Hvriene，School of Public Health，Peking Unitersity Health Science Center，Beijing 100191，China）

Abstract：Bioactive oligopeptides have excellent absorption mechanism and biological activity compared to peptides.This paper，reviewed the bioactive polypeptides from the perspective of the physiological function of bioactive oligopeptides，and prospected the prospects of bioactive oligopeptides.

Keywords：bioactive oligopeptides;physiological function;prospect