胶原蛋白生物活性肽的研究现状

胶原蛋白生物活性肽的研究现状

摘要：本文介绍了胶原蛋白的结构，综述了胶原蛋白生物活性肽的多种生物活性，包括抑制血管紧张素转换酶、抗氧化、抑制血小板凝结和抗肿瘤活性等，并对胶原蛋白生物活性肽的开发应用前景作了展望。

关键词：胶原蛋白；生物活性肽；抑制血管紧张素转化酶；抗氧化

Research Progress of Collagen Peptides

Abstract：The structure of collagen was introduced and biology active of collagen peptides, include Angiotensin-converting enzyme inhibition, antioxidation, anti-platelet clotting and anticancer etc. were summarized in this article. The exploiting potential foreground of collagen active peptides was prospected.

Key words:collagen；bioactive peptides；Angiotensin-converting enzyme inhibition；antioxidation；

前言：

肽是由氨基酸通过肽键连接而成的化合物，它是机长期以来，人们仅仅把食物蛋白质当作一种营养丰体组织细胞的基本组成部分。生物活性肽是指具有特殊富的成分，认为蛋白质只有水解成游离氨基酸后才能被生理功能的肽类物质。1902年伦敦大学医学院的Bayliss吸收，它只能为人体提供充足的氮源和必需氨基酸，但和Startling从动物的胃肠中发现了一种能引起胰腺分泌是在后来的研究中证明大量氨基酸是以2～6个氨基酸组活动的物质，称为分泌素，这是人类第一次发现生物成的寡肽形式被吸收，寡肽有助于肠道吸收。此后，伴随着生物化学和分子生物学酸运输系统功能出现障碍的情况下，摄入寡肽却能获得技术的飞速发展，肽的研究取得了惊人的进展。

正文：

一．胶原蛋白的结构特点

胶原蛋白主要存在于动物的骨、腱、肌鞘、韧带、肌膜、软骨和皮肤中，是结缔组织中极其重要的一种蛋白质，起着支撑器官、保护机体的功能。胶原蛋白的种类很多，一般皮肤和骨骼中的是Ⅰ型胶原蛋白，软骨中的是Ⅱ型胶原蛋白，胚胎皮肤中的是Ⅲ型。胶原蛋白，细胞基底膜中的是Ⅳ型胶原蛋白。胶原蛋白由三条多肽链构成三股螺旋结构，即3 条多肽链的每条都向左形成左手螺旋，3 条肽链再以氢键相互结合形成牢固的右手超螺旋，这种超螺旋结构十分稳定。组成胶原蛋白的主要氨基酸为脯氨酸、甘氨酸和丙氨酸。大多数蛋白质中的同一条多肽链中，氨基酸一般不会有周期性的重复顺序，但胶原蛋白却有“甘氨酰- 脯氨酰-羟脯氨酸”、“甘氨酰- 脯氨酰- X ”和“甘氨酰- X -Y ”( X 、Y 代表除甘

氨酰和脯氨酰以外的其它任何氨基酸残基)这样一个三肽的重复顺序存在，“甘氨酰- 脯氨酰-X”三肽的数量大约占全部三肽总和的1/3。胶原蛋白是由遗传形式所决定，其含量随种类而有显著不同。胶原蛋白的氨基酸组成有如下特点：(1)胶原蛋白中缺少Cys 和Try；

(2)胶原蛋白Gly 的含量几乎占1/3；(3)胶原蛋白中存在羟基赖氨酸和羟基脯氨酸，其它蛋白质中不存在羟基赖氨酸，也很少含有羟基脯氨酸，胶原中脯氨酸和羟基脯氨酸含量是各种蛋白质中最高的；(4)胶原蛋白α- 链N- 端氨基酸是焦谷氨酸，它在一般蛋白质中是少见的。

二．胶原蛋白中的活性肽

胶原蛋白中蕴藏着多种生物活性肽，如抑制血管紧张素转化酶活性、抑制血小板凝结活性、抗氧化活性、抗肿瘤活性等。

2.1 抑制血管紧张素转化酶活性

血管紧张素转化酶(Angiotensin-converting enzyme,ACE)(EC 3.4.15.1)是一种多功能的二肽羧肽酶，在血压调节过程中起着非常重要的作用。人体的肾脏可以分泌一种特异性的蛋白酶即肾素。肾素作用于血管紧张素释放出无活性的血管紧张素。ACE 可以从无活性的血管紧张素Ⅰ的C- 末端水解掉两个氨基酸，形成有活性的血管紧张素Ⅱ( 八肽DRVYIHPF)。血管紧张素Ⅱ是已知最强的缩血管物之一，具有收缩血管平滑肌的效应，可以导致血管收缩，引发高血压。同时ACE 可水解血管舒缓激肽使其失活，而血管舒缓激肽可以舒张血管、使血压降低。Byun HG 等人利用三步膜反应器连续用Alcalase、链霉蛋白酶E 和胶原酶水解阿拉斯加雪鱼皮明胶，水解物的相对分子质量分布在0.9～1.9kDa范围内，具有抑制A C E 活性作用。K i m SK 等人利用三步超滤膜反应器连续用Alcalase、链霉蛋白酶E 和胶原酶水解牛皮明胶。这三步水解物的相对分子质量分别分布在4.8～6.6、3.4～6.6和0.9～1.9kDa 范围内。第三步水解物抑制ACE 的活性高于第一和第二步水解物，它的IC50 是0.689mg/ml。他们利用凝胶过滤色谱、离子交换色谱和反相高效液相色谱从水解物中分离得到两种具有抑制ACE 活性的肽，Gly-Pro-Leu和Gly-Pro-Val。

2.2 抑制血小板凝集活性

Maruyama S等人利用胶原蛋白酶水解物和胶原蛋白相应的合成肽，对纤维蛋白原/ 凝血酶凝集的抑制效果进行了研究。猪皮胶原蛋白的嗜热菌蛋白酶水解物或细菌胶原酶水解物可以抑制纤维蛋白原/ 凝血酶的凝集，但是不能抑制凝血酶的活性。而胶原蛋白本身被认为是一种潜在的血小板凝集诱导物，而试验发现来源于胶原蛋白的肽或胶原蛋白酶水解物可以抑制血小板凝集。

2.3 抗氧化活性

人体的正常代谢过程中不断产生自由基，这对于许多生化反应是必要的。在生物体内氧自由基可以与DNA 、蛋白质和多不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acid，PUFA)作用，造成DNA 链断裂和氧化性损伤、蛋白质- 蛋白质交联、蛋白质-DNA 交联和脂质过氧化。脂质过氧化是造成生物体氧化损伤的主要原因，可以引发各种心血管疾病、癌症与老化现象。目前有很多研究表明，一些食物中的蛋白质具有抗氧化活性。K i m SK 等人采用三步超滤膜反应器连续用Alcalase、链霉蛋白酶E 和胶原酶水解阿拉斯加雪鱼皮提取明胶，明来源于阿拉斯加雪鱼皮水解物中的肽P2 是一种天然抗氧化剂。