综述:南极磷虾生物活性肽的研究进展:从制备到构效关系及技术功能

【字体: 时间:2025年05月26日 来源:Current Research in Food Science 6.2

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  这篇综述系统总结了南极磷虾生物活性肽(AkBPs)的研究进展,涵盖制备方法(酶解/发酵/自溶)、结构特征、构效关系(SAR)及多功能活性(抗氧化/降压/降糖/金属螯合等)。通过生物信息学(in silico)和分子对接技术解析其作用机制,并探讨了工业化应用的挑战与前景,为海洋功能性成分开发提供理论参考。

  

引言

南极磷虾(Euphausia superba)作为南极海域最大的未充分开发蛋白质资源,其生物活性肽(AkBPs)因丰富的必需氨基酸组成、高生物利用度及多重健康功效备受关注。AkBPs具有抗氧化、降压、肝保护、免疫调节等活性,且无宗教文化禁忌,是功能性食品和药物的理想候选者。

制备方法

酶解技术:通过胰蛋白酶、碱性蛋白酶等可控水解获得目标肽段,结合超声辅助预处理可提升效率。微生物发酵利用Bacillus subtilis等菌株产生复杂肽谱,但存在批次差异。自溶法依赖磷虾内源酶系,在pH 5.8、20°C时效率最高。化学水解法因副产物问题应用受限。

分离与鉴定

超滤和色谱技术(如离子交换色谱)联用可富集特定分子量肽段。质谱(MS)和肽组学解析序列,例如抗氧化肽SSDAFFPFR和钙螯合肽VLGYIQIR。

构效关系

AkBPs活性与其氨基酸序列密切相关:

  • 抗氧化活性:富含Pro、Tyr、疏水氨基酸(如SNVFDMF);
  • ACE抑制:C端含芳香族氨基酸(如WF、YRKER);
  • 金属螯合:Glu/Asp通过羧基结合Ca2+/Fe2+(如DTDSEEEIR)。

生物活性

细胞与动物模型验证

  • 磷虾肽-铁复合物(LVDDHFL-Fe)提升十二指肠铁吸收;
  • 磷酸化肽通过抑制破骨细胞改善骨质疏松;
  • 抗氧化肽SLPY清除DPPH自由基和ROS。

生物信息学应用

数据库与工具

  • BIOPEP-UWM预测酶切位点;
  • PeptideRanker评估活性潜力;
  • 分子 docking 揭示DPP-IV抑制肽KVEPLP与靶点结合模式。

稳定性与递送

模拟胃肠消化显示短肽(如QYPMQY)抗酶解能力更强。纳米载体封装可解决口服递送难题。

应用挑战

需解决工业化生产的批次稳定性、苦味掩蔽及与食品基质相容性问题。未来需结合AI设计高活性定制肽。

结论

AkBPs作为多功能海洋成分,在营养与医疗领域潜力巨大,但需跨学科合作推动产业化。

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