水产蛋白源生物活性肽研究进展

中国水产资源丰富，水产品的生产量及消费量均位于世界前列，然而中国水产品精深加工水平较低，大量的水产加工副产物(如头、骨、皮、鳞、内脏、碎肉等),以及低值鱼、虾、贝、藻等水产资源常被废弃，不仅浪费大量优质蛋白资源，而且污染环境。生物活性肽是指蛋白原料经酶解、分离、纯化后制备出的具有特定生理功能的肽类物质[1]。目前，越来越多的水产蛋白源生物活性肽被分离鉴定，如从海鞘Halocynthiaroretzi[2]、草鱼Ctenopharyngodonidella[3]、凤尾鱼Coiliamystus[4]、微藻Chlorellavulgaris[5]、黑鲨鱼Carcharhinusfalciformis皮[6]、牡蛎Saccostreacucullata[7-8]等蛋白水解物中分离出抗氧化肽，从大西洋鲭Scomberscombrus[9]、鳀Engraulisjaponicus[10]、海藻Saccharinalongicruris[11]、雪蟹Chionoecetesopilio[12]等蛋白水解物中分离出抗菌肽，从大西洋鲑Salmosalar明胶[13]、大马哈鱼Oncorhynchusketa皮[14]、比目鱼Paralichthysolivaceus肌肉[15]等蛋白水解物中分离出降血压肽，从菲律宾蛤仔Ruditapesphilippinarum[16]、牡蛎Saccostreacucullata[17]、螺旋藻Spirulinaplatensis[18]等蛋白水解物中分离出抗癌/抗肿瘤肽。此外，以阿拉斯加鳕Eleginusgracilis骨骼[19]、波纹巴非蛤Paphiaundulata[20]、贻贝Mytiluscoruscus[21]等蛋白水解物制备的免疫调节肽，以及以鳕鱼皮[22]、南极磷虾Euphausiasuperba[23]、牡蛎[24]、鳀Engraulisjaponicus[25]、罗非鱼皮[26]等蛋白水解物制备矿物质离子结合活性肽等。以水产品加工副产物及低值的鱼、虾、贝、藻等为蛋白原料制备水产蛋白源生物活性肽，既可减少环境污染，提高水产品高值化利用率，还可提高水产加工企业利润率和水产资源的综合利用率，具有重大社会经济效益。本研究中，通过对水产蛋白源生物活性肽的酶解制备、纯化鉴定、功能分类、结构特征及作用机制等进行综述，以期为水产蛋白源生物活性肽的理论研究和产业化高值利用提供科学参考。

1 水产蛋白源生物活性肽的制备、纯化及鉴定

1.1 酶解法制备生物活性肽

目前，酶解法是较为常用且安全有效获得生物活性肽的方法，酶解反应过程易控，条件温和，无有害物质产生，能制备特定的易于分离的活性肽[27]。由于蛋白质的水解程度会影响其所产生肽段的生物利用度和生物活性，因此，选择最适的水解条件(如温度、pH、酶制剂和酶与底物比例等)至关重要。目前，用于制备生物活性肽的蛋白酶主要有胃蛋白酶、碱性蛋白酶、中性蛋白酶、胰蛋白酶、复合蛋白酶(protamex)和风味蛋白酶等。根据已有的研究发现，制备抗氧化肽时，大多利用胃蛋白酶进行酶解；制备抗菌肽时，主要利用protamex酶；制备降血压肽及抗肿瘤肽时，常用胃蛋白酶和胰蛋白酶；制备矿物质结合肽时，常用胰蛋白酶(表1)。同一种原料，经不同的蛋白酶酶解后，其酶解产物会表现出不同的活性，如Alemán等[28]分别利用7种蛋白酶水解鱿鱼明胶蛋白，结果发现：Alcalase酶(来源于地衣芽孢杆菌的碱性丝氨酸型内切蛋白酶)水解产物是最有效的血管紧张素转换酶(ACE)抑制剂(IC50为0.34 mg/mL)；而Esperase酶(一种由芽孢杆菌Bacillussp.分泌的丝氨酸型碱性蛋白酶)水解产物对人乳腺癌(IC50为0.13 mg/mL)和神经胶质瘤(IC50为0.10 mg/mL)的细胞毒性作用最强；胰蛋白酶、Savinase酶(赛威蛋白酶，一种由芽孢杆菌Bacillussp.分泌的丝氨酸型蛋白酶)、Esperase酶和Alcalase酶水解产物的自由基清除能力最高。此外，除了使用一种酶制备活性多肽外，两个或多个酶组合也成为制备特定多肽的热门方法。最常见的是模拟人体胃肠消化，先后利用胃蛋白酶和胰蛋白酶酶促分解蛋白质，从而获得目的多肽。Wang等[18]先后利用3种胃肠道内肽酶(胃蛋白酶、胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶)对螺旋藻进行水解，其水解产物对3种癌细胞(人乳腺癌细胞MCF-7、人肝癌细胞HepG-2和人胃癌细胞SGC-7901)均表现出抗增殖活性。除此之外，Wang等[4]利用碱性蛋白酶(pH 8.0，55 ℃，2 h)与中性蛋白酶(pH 8.0，55 ℃，3 h)双酶组合水解凤尾鱼鱼粉，获得抗氧化寡肽。

表1 水产蛋白源生物活性肽Tab.1 Bioactive peptides derived from fishery proteins食物源food source酶enzyme酶解条件enzymolysis conditions纯化鉴定purification and identification序列sequence活性activity参考文献reference海鞘Halocynthia roretzi胃蛋白酶料液比10% (w/v)、酶/底物(E/S)=1∶100(w/w)、pH 2、37 ℃、2 h纯化:GFC、RP-HPL鉴定:Q-TOF LC-MS/MSLeu-Glu-Trp、Met-Thr-Thr-Leu、Tyr-Tyr-Pro-Tyr-Gln-Leu抗氧化Kim等[2]牡蛎Saccostrea cucullata枯草杆菌蛋白酶料液比0.5 g/mL、E/S=1.8%、65 ℃、70 min、pH 6.0纯化:GFC、RP-HPL鉴定:Q-TOF ESI-MS/MSPro-Val-Met-Gly-Asp、Gln-His-Gly-Val抗氧化Wang等[7]半鳍凤尾鱼Setipinna taty胃蛋白酶料液比1∶4(w/v)、pH 2.0、(37±2)℃、预孵育30 min,以1100 U/g的比率加入胃蛋白酶并在(37±2)℃下孵育2.4 h纯化:IEC、SEC鉴定:UPLC-LC-ESI-MS/MSAla-Gly-Asp-Asp-Ala-Arg-Pro-Ala、Glu-Ser-Ala-Gly-Leu-His-Glu、Asn-Lys-Val-Lys-Gly-Glu-Leu-Asp、Thr-Leu-Trp-Ser-Gly-Ala-Gly-Gln-Thr-Val-Asn-Thr、Glu-Met-Ser-Ala-Gly-Leu-His-Glu、Trp-Arg-Lys-Lys-Asp-Pro-Leu-n-Asp抗氧化Song等[49]凤尾鱼Coilia mystus碱性蛋白酶、中性蛋白酶料液比1∶10(w/w)、碱性蛋白酶(pH 8.0、55 ℃、 2 h)、中性蛋白酶0.8 L(pH 8.0、55 ℃、3 h)纯化:纳米过滤膜、RP-HPL鉴定:ACQUITY UPLC联合MALDI SYNAPT Q-TOF MSThr-Pro-Ser-Ala-Gly-Lys、Thr-Pro-Ser-Asn-Leu-Gly-Gly-Lys抗氧化Wang等[4]鳐软骨Raja porosacartilage胰蛋白酶、碱性蛋白酶E/S=1∶3、50 ℃、pH 8.5、3 h纯化:UF、AEC、GFC、RP-HPLC鉴定:Q-TOF ESI-MS/MSPhe-Ile-Met-Gly-Pro-Tyr、Gly-Pro-Ala-Gly-Asp-Tyr、Ile-Val-Ala-Gly-Pro-Gln抗氧化Pan等[29]草鱼皮Ctenopharyngodon idella skinAlcalase料液比1∶40(w/v)、 E/S=6.3%、52 ℃、pH 8.5、115 min纯化:GFC、RP-HPLC鉴定:Q-TOF LC-MS/MSPro-Tyr-Ser-Phe-Lys、Gly-Phe-Gly-Pro-Glu-Leu、Val-Gly-Gly-Arg-Pro抗氧化Cai等[3]微藻Chlorella vulgaris胃蛋白酶料液比10%(w/v)、E/S=2%、pH 2、50 ℃、15 h纯化:GFC,IEC,HPLC鉴定:Applied Biosystems,Procise 494蛋白质测序仪Val-Glu-Cys-Tyr-Gly-Pro-Asn-Arg-Pro-Gln-Phe抗氧化Sheih等[5]大西洋鲭Scomber scombrusProtamex料液比1∶1(w/v)、E/S=0.1%(w/w)、pH 8.0、50 ℃、24 h纯化:HPLC鉴定:MALDI-TOF/TOFSer-Ile-Phe-Ile-Gln-Arg-Phe-Thr-Thr、Arg-Lys-Ser-Gly-Asp-Pro-Leu-Gly-Arg、Ala-lys-Pro-Gly-Asp-Gly-Ala-Gly-Ser-Gly-Pro-Arg、Gly-Leu-Pro-Gly-Pro-Leu-Gly-Pro-Ala-Gly-Pro-Lys抗菌Ennaas等[9]鳀鱼Engraulis japonicusProtamexE/S=1∶50(w/w)、碱性蛋白酶(pH 6.5、55 ℃、6 h)纯化:平衡透析,RP-HPLC鉴定:UPLC-MALDI-Q-TOF-ESI-MS/MSGly-Leu-Ser-Arg-Leu-Phe-Thr-Ala-Leu-Lys抗菌Tang等[10]海藻Saccharina longicruris胰蛋白酶料液比1%(w/v)、E/S=1∶20(w/w)、pH 7.0、30 ℃,24 h)纯化:等电聚焦分馏、RPHPLC鉴定: LC-ESI-MS/MSThr-Ile-Thr-Leu-Asp-Val-Glu-Pro-Ser-Asp-Thr-Ile-Asp-Gly-Val-Lys、Ile-Ser-Gly-Leu-Ile-Tyr-Glu-Glu-Thr-Arg、Met-Ala-Leu-Ser-Ser-Leu-Pro-Arg、Ile-Leu-Val-Leu-Gln-Ser-Asn-Gln-Ile-Arg、Ile-Ser-Ala-Ile-Leu-Pro-Ser-Arg、Ile-Gly-Asn-Gly-Gly-Glu-Leu-Pro-Arg、Leu-Pro-Asp-Ala-Ala-Leu-Asn-Arg、Glu-Ala-Glu-Ser-Ser-Leu-Thr-Gly-Gly-Asn-Gly-Cys-Ala-Lys、Gln-Val-His-Pro-Asp-Thr-Gly-Ile-Ser-Lys抗菌Beaulieu等[11]

文章来源：《水产学报》 网址: http://www.scxbzz.cn/qikandaodu/2021/0221/558.html