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科协双语工程论文展播@生物活性肽的制备、分离纯化、鉴定以及构效关系研究进展

科协双语工程论文展播@生物活性肽的制备、分离纯化、鉴定以及构效关系研究进展 食品工业科技编辑部
2023-12-21
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生物活性肤的制备、分离纯化、鉴定以及构效关系研究进展

图片来源于图司机

福州海关技术中心杨方主任技师,福州大学生物科学与工程学院谢博研究生综述了生物活性肽的制备方法、分离纯化以及鉴定方法,并简单分析了多肽活性与功能的关系,并提出亟待解决与加强的研究方向,这对生物活性肽进一步的研究具有重要意义。


摘要/Abstract


生物活性肽是一种分子量低于6 kDa的蛋白类化合物,其来源广泛,具有人源蛋白分子结构,易消化利用,安全性高,且因具有降胆固醇、降血压、抗菌、抗氧化等众多生物活性而成为食品领域研究的热点。然而生物活性肽在食品中的应用受其结构和功能的影响显著,其结构与功能又与生物活性肽的制备、分离纯化、结构鉴定密不可分。本文基于生物活性肽一级结构结构介绍了化学合成法、基因工程法以及酶解法三种生物活性肽的制备方法;基于多肽分子量、极性、等电点等性质的不同介绍了反相高效液相色谱法、凝胶过滤色谱法、离子交换色谱法、电泳技术、亲和层析法、超滤、双水相萃取法以及多维色谱组合和多种分离方法相结合的分离纯化方法;基于生物活性肽一级结构、二级结构、三级结构特性的不同介绍了电泳法、质谱法、Edman降解法、紫外/红外光谱、圆二色谱法、核磁共振法;并阐述了各种方法的原理、优缺点以及适用对象,分析了生物活性肽活性的产生与多肽链中疏水性氨基酸、碱性氨基酸以及芳香族氨基酸的数量、在碳链中所处的位置之间的关系和未来发展方向,以期为筛选安全有效的多肽提供新的研究思路,并为多肽的应用提供理论依据。



Biological peptides are a kind of protein compounds with molecular weight lower than 6 kDa, which become the focus of food research because of its wide source, human-derived protein molecular structure, easily digestion, absorption and use, highly safe, and many biological activities such as cholesterol reduction, blood pressure reduction, antibacterial activity, antioxidant activity and so on. However, the application of bioactive peptides in food is significantly affected by its structure and function, which are closely related to the preparation, isolation, purification and structure identification of bioactive peptides. In this paper, three preparation methods based on the primary structure of bioactive peptides were introduced: chemical synthesis, genetic engineering and enzymatic hydrolysis. The separation and purification methods such as reversed-phase high performance liquid chromatography, gel filtration chromatography, ion exchange chromatography, electrophoresis technology, affinity chromatography, ultrafiltration, aqueous two-phase extraction, multidimensional chromatography combination and various separation methods based on the differences of molecular weight, polarity, isoelectric point and other properties of peptides were introduced. Electrophoresis, mass spectrometry, Edman degradation, ultraviolet/infrared spectroscopy, circular dichroism and nuclear magnetic resonance based on the differences of primary structure, secondary structure and tertiary structure of bioactive peptides were introduced. The principles, advantages, disadvantages and applicable objects of various methods were described, and the relationship between the activity of bioactive peptides and the number and the position in the carbon chain of hydrophobic amino acids, basic amino acids and aromatic amino acids in the polypeptide chain and the future development direction were analyzed, in order to provide new research ideas for screening safe and effective peptides, and provide theoretical basis for peptide application.

未来展望


生物活性肽是近几年一个十分活跃的研究领域由于多肽不但可以提供人类需要的氨基酸而且具有抗疲劳、抗菌、免疫调节等众多生物活性是其它生物活性物质所无法比拟的。此外,生物活性多肽还是一种新型、安全、高效的活性物质因此在食品业、养殖业、药品以及化妆品行业均有广泛的应用。目前国内外关于生物活性肽的研究与应用上也有了一定的成果主要集中在以下几个方面。一是不同来源多肽提取工艺的优化结合多肽生物活性的研究。二是多肽的分离鉴定结合生物活性的研究。三是多肽生物活性与作用机制的研究。四是单一的多肽提取、分离纯化、结构鉴定、生物活性、作用机制的研究。

然而对于多肽的研究也存在着一定的不足。一是大多局限于多肽混合物的研究,没有进行纯化和鉴定。二是大部分的研究仅是初步评价了活性多肽的效果,对其作用机制的研究还不明确。成果利用率低大多数多肽的研究结果仅是停留在理论研究上,运用到食品、药品等具体造福人类的产品上较少。三是多肽功能的评价目前仅停留在动物实验,或是细胞实验上真正运用到人体上的研究数据相对较少。另外,生物活性肽对人体作用的机制存在一定的不确定性,除了单一的性质之外,可能还具有其他性质。例如,抗肿瘤或抗氧化活性可能与免疫调节性有关等。

综上所述,进一步发展多肽的制备方法,解决多肽制备方法中存在的缺陷,向着高效、快速、大批量制备的方向发展。将为多脑功能的开发和利用打下良好的基础;综合利用多种分离纯化方法,借鉴其他领域的新方法、新机理、新材料、新思路,寻找更加高效,更加快速,更加自动化的多肽分离纯化方法,可为多肽功能与结构的研究鉴定基础;采用各种鉴定方法从不同维度认识多肽,并利用人体数据进一步明确各种多肽的作用机制,可为各种保健食品、药品等的开发提供研究思路。

图表赏析

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