抗氧化活性肽的研究

抗氧化活性肽的研究进展

摘要：随着各种生物活性肽的不断发现，其研制开发成为一大热点。抗氧化活性肽如肌肽、谷胱甘肽、大豆蛋白酶解物等由于低毒、高效等特点，作为天然抗氧化物显示出在医药、食品和饲料行业的应用优势。对抗氧化活性肽的结构、抗氧化作用以及应用前景进行了综述，以期为抗氧化活性肽的开发研究提供可借鉴的信息。

关键词：抗氧化作用；活性肽；肌肽；谷胱甘肽；大豆蛋白酶解物

近年来，由于化学抗氧化添加剂的不安全性，高效、低毒的天然食品抗氧化剂成为目前一大研究热点；同时由于自由基生命科学的发展,具有抗氧化作用的功能性食品和药物也引起了众多学者的关注。研究发现,肌肽、谷胱甘肽以及大豆肽具有抗氧化作用，并逐渐显示出它们在医药、食品、饲料等领域应用的优势。本文就国内外抗氧化活性肽的研究进展作一综述。

1肌肽

1.1结构与分布

典型的抗氧化活性小肽是肌肽,肌肽是一种以毫摩尔浓度(1～20 mmol/L)天然存在于多种陆生脊椎动物骨骼肌中的水溶性二肽,由β-丙氨酸和L-组氨酸通过肌肽合成酶合成,它可以在许多体系中起抗氧化作用。

1.2肌肽的抗氧化作用

1.2.1肌肽对活性氧的清除作用

王爱民等以硫酸钡做刺激物，建立了一个稳定的全血多形核白细胞鲁米诺依赖的化学发光体系，并研究了肌肽对氧自由基的清除作用。当该体系中加入不同浓度的肌肽后,可见明显的对化学发光的抑制作用。如设标准对照的发光值为100%，则测得肌肽在2.5、5、10和15 mmol/L不同浓度下的抑制发光作用分别为47.2%、71.4%、85.4%和97%。Calvert等建立了一个由铁催化产生羟基自由基，以使脱氧核糖降解的体系，发现肌肽可以有效抑制脱氧核糖的降解，表明它具

有捕捉羟基自由基的能力。Chan与Haila等的离体研究表明，在生育酚存在条件下，一些天然肌肽可清除各种活性氧自由基。

1.2.2肌肽抗脂质过氧化的作用Decker等报道，肌肽的确可以抑制铁或铜催化的脂肪氧化反应，其中肌肽对铜催化的脂肪氧化反应产生的抑制作用最强。他们通过1HNMR检测发现肌肽与铜形成了非活性的复合物，抑制铜催化脂肪氧化的活性；而肌肽却不能与铁形成非活性的复合物，不能抑制铁催化脂肪氧化的活性。Calvert等和Chan等研究了肌肽在脂质体和牛肉中的抗氧化作用，发现肌肽在磷脂酰胆碱脂质体中抑制TBARS(丙二醛和硫代巴比妥酸的反应产物)形成的效果与体系中存在的金属离子有关(见表1)。使用1～10 mmol/L肌肽, 对Cu2+、Fe2+或Fe3+催化的脂肪氧化抑制率分别为89.1%～95.0%,73.5%～91.9%和14.1%～64.1%。而在均质碎牛肉中添加1～20 mmol/L肌肽则可有效抑制TBARS的形成，肌肽的浓度在20mmol/L时，TBARS形成的抑制率为76.2%。张梦寒等采用正交试验法研究肌肽对卵磷脂脂质体的抗氧化作用，结果表明，在抗坏血酸存在的条件下，各种浓度的肌肽均能抑制铁离子引发的脂质体脂类

的氧化，肌肽抑制脂质体氧化的最佳组合条件为：温度4℃、pH6.80、肌肽浓度为5 mmol/L。

表1肌肽对磷脂酰胆碱脂质体脂肪过氧化的抑制效果

肌肽TBARS(nmol/mL脂质体)

(mmol/L) Cu2+ Fe2+Fe3+

0 4.41±0.14 23.30±0.14 0.92±0.09

1 0.48±0.01 6.18±0.05 0.79±0.09

5 0.44±0.02 4.44±0.11 0.72±0.10

10 0.31±0.03 4.00±0.22 0.57±0.05

15 0.28±0.04 3.36±0.01 0.48±0.05

20 0.22±0.02 1.88±0.06 0.33±0.06

Decker研究发现,肌肽有效抑制了冷冻碎猪肉在冻藏长达6个月期间的TBARS形成量，且比脂溶性抗氧化剂如BHT和α-生育酚的作用强。肌肉脂类氧化包括膜多不饱和脂肪酸的过氧化作用。肌肉细胞膜磷脂易发生脂类过氧化作用，铁结合于带负电荷的磷脂上促进氧化，产生哈味。牛肉中无论血红素铁或非血红素铁都可催化脂类过氧化作用。

Decker等报道,猪饲粮中添加肌肽能增强骨骼肌肉的氧化稳定性。但肌肽的生产成本较高，限制了其在猪饲粮中的应用，而动物机体能利用β-丙氨酸和L-组氨酸，因此饲粮中这两种氨基酸含量较高时也可能增强肌肉的氧化稳定性。另有研究发现，肌肽可在体外抑制被铁、血红蛋白、脂质过氧化酶和单态氧催化的脂质氧化作用，同时肌肽对亚油酸及骨骼肌肌质网膜的非酶脂类过氧化具有抑制作用。肌肽在肉制品中的抗氧化活性已经确定，它在肌肉中既起缓冲剂,又起抗氧化作用，其抗氧化机制可能是它可作为螯合剂螯合金属离子，清除游离基，并可作为供氢体而起抗氧化作用。肌肽是水溶性的，因此可以抑制脂肪催化氧化，清除肌肉水相中的游离基。

1.2.3肌肽其他的抗氧化作用

候传记等研究发现肌肽对脑缺血再灌注有明显神经保护作用，因为使用肌肽的治疗组的氧自由基和脂质过氧化物的生成量均显著低于对照组(P<0.01)，而假手术组和使用肌肽的治疗组的海马CA1区锥体细胞数明显高于盐水对照组(P<0.01)。安丽荣等研究发现，肌肽对H2O2和β淀粉样蛋白片段诱发PC12细胞损伤有显著抗氧化的神经保护作用，并认为可能是由于肌肽与自由基直接结合，阻止脂质过氧化、蛋白质糖基化和交联，还原过氧化的细胞膜而保护膜结构的稳定和酶功能正常，保持细胞的稳态。刘长振等采用过氧化氢和谷氨酸钠

作用于PC12细胞，成功地制作了氧化应激损伤的细胞模型。并且发现，保护组MTT显著高于损伤组((P<0.01))，乳酸脱氢酶活性低于损伤组(P<0.01)，其细胞生长状态和蛋白质电泳结果也与损伤组有显著差异，证明了肌肽对PC12细胞的氧化应激损伤有明显保护作用。

2谷胱甘肽

2.1结构与分布

谷胱甘肽(glutathione，GSH)是由谷氨酸、半胱氨酸及甘氨酸组成的三肽，有氧化型(GSSG)和还原型(GSH)两种形式，GSH分子中半胱氨酸上的巯基，是其发挥生物学功能所必需的。GSH以高浓度(0.1～10 mmol/L)广泛分布于哺乳动物、植物和微生物细胞内，是最主要的、含量最丰富的含巯基的低分子肽。肝脏GSH含量最高，大鼠肝细胞内GSH浓度可达10 mmol/L。然而GSH在细胞器中的分布是不均匀的，真核细胞有3个GSH库，近90%的GSH分布于胞质,近10%分布于线粒体,其他极少部分分布在内质网。

2.2谷胱甘肽的抗氧化作用

许多学者认为GSH含量下降引起脂质过氧化。Younes研究发现预先用苯巴比妥钠、醋氨酚或噻吩消耗动物组织细胞内的GSH后，脂质过氧化作用显著增加,造成肝脏损伤。Keays等[19]报道,服用过量醋氨酚可引起GSH严重消耗,脂质过氧化产物增加，造成肝脏损伤。GSH发挥其抑制脂质过氧化作用有赖于谷胱甘肽过氧化物酶还原酶(GSH-Px-Rx)系统。GSH保护细胞膜的功能，主要是通过GSH-Px保护细胞膜中多不饱和脂肪酸防止脂质过氧化。Fernandez2Checa等报道，由于线粒体中缺乏过氧化氢酶，因此GSH和GSH-Px对于清除内源性H2O2、氢过氧化物和防止线粒体脂质过氧化起重要作用。当线粒体中GSH含量低于3 nmol/L蛋白时，H2O2含量显著升高。GSH 通过与GSH-Px-Rx酶系共同抑制脂质过氧化的启动或终止脂质过氧