综述:食物源性生物活性肽:健康益处、构效关系及转化前景

【字体: 时间:2025年09月27日 来源:Journal of Zhejiang University-SCIENCE B 4.9

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  本综述系统评述了食物源性生物活性肽(FBPs)在疾病治疗中的应用潜力,重点解析了其构效关系(SARs)、稳定性与生物利用度特性,并探讨了计算机辅助筛选(in silico)技术及制剂创新策略,为功能食品与药物研发提供重要参考。

  
Abstract
食物源性生物活性肽(Food-derived Bioactive Peptides, FBPs)——特别是那些含有10个或更少氨基酸残基且分子量低于1300 Da的短肽——因其安全性高、结构多样性丰富和具有特异生物活性而受到日益广泛的关注。开发基于FBPs的功能性食品和潜在药物,关键在于深入理解其构效关系(Structure–Activity Relationships, SARs)、稳定性以及生物利用度特性。本篇综述基于2017年7月至2023年3月期间的文献,深入概述了FBPs在治疗多种疾病中的作用,包括阿尔茨海默病、高血压、2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus)、肝脏疾病和炎症性肠病。进而重点阐释了FBPs的生物活性与其结构特征(如分子量、序列中特定氨基酸的存在与组成)之间的关联。我们还讨论了计算机模拟(in silico)方法在FBP筛选中的应用及其局限。最后,总结了近年来在制剂技术方面的新进展,这些技术旨在提高FBPs在食品工业中的生物利用度,从而推动其在医疗健康领域的应用。
FBPs的生物活性与疾病治疗
FBPs展示出多样化的生物活性,包括抗氧化、抗炎、降压、抗菌以及神经保护等,这些活性为其在慢性病预防与治疗中的应用提供了理论基础。例如,某些源自乳蛋白和鱼蛋白的短肽可通过抑制血管紧张素转换酶(ACE)而发挥降血压作用;一些具有特定疏水性和正电荷的肽段能穿过血脑屏障,作用于与阿尔茨海默病相关的β-淀粉样蛋白聚集过程;此外,来自大豆和燕麦的FBPs可通过调节胰岛素信号通路和葡萄糖代谢,改善2型糖尿病的代谢异常。
结构-活性关系(SARs)解析
FBPs的生物活性高度依赖于其结构特征。分子量是关键因素之一,低于1300 Da的短肽通常具备更好的吸收性和生物活性。氨基酸组成与序列也至关重要:C末端疏水性氨基酸、富含脯氨酸或精氨酸的序列常与ACE抑制活性相关;而N端的酪氨酸、苯丙氨酸等芳香族氨基酸则可能与抗氧化能力有关。此外,某些特殊修饰(如磷酸化、糖基化)也会显著影响肽的稳定性和靶标亲和力。
计算机辅助筛选与设计
随着生物信息学工具的快速发展,利用in silico策略(包括分子对接、定量构效关系模型QSAR、机器学习等)筛选和优化FBPs已成为研究热点。这类方法可高效预测肽与靶蛋白之间的相互作用,并指导理性设计高活性肽序列。然而,当前计算方法仍存在一定局限性,例如难以完全模拟体内复杂的消化吸收过程、生物利用度及细胞通透性等,仍需结合体外和体内实验进行验证。
制剂技术与生物利用度提升
为提高FBPs的实际应用效果,制剂技术的创新尤为关键。包封技术(如纳米脂质体、乳液输送系统)、酶抑制剂共递送、以及结构修饰(例如环化、D-氨基酸替换)被广泛用于增强肽的胃肠道稳定性、延长半衰期和提高生物利用度。这些技术不仅推动FBPs在功能性食品中的应用,也为其向制药领域转化提供了可能。
展望
食物源性生物活性肽作为一类资源丰富、安全性高的生物活性物质,在疾病预防与精准营养干预方面展现出广阔前景。未来研究需进一步整合多组学数据、先进计算模型与实验验证,系统揭示肽的构效关系与作用机制,同时持续优化递送策略,以加速FBPs在健康产业中的转化与应用。
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