林夢君,宋曉艷,韓江升,閆 華
(1.潤輝生物技術(shù)(威海)有限公司,山東 威海 264207;2.文登區(qū)檢驗檢測中心,山東 威海 266440;3.山東威高藥業(yè)股份有限公司,山東 威海 264414;4.威海職業(yè)學(xué)院康養(yǎng)學(xué)院,山東 威海 264210)
肽或多肽是一類由α-氨基酸以肽鍵形式連接而成的化合物,其主要來源是從動植物、微生物及其代謝產(chǎn)物中進(jìn)行提取,化學(xué)合成手段也是獲得活性生物多肽的重要途徑。活性生物多肽在美妝產(chǎn)品、功能性食品、醫(yī)藥產(chǎn)品等多方面都有著廣泛應(yīng)用,因其在醫(yī)藥、保健、美容等領(lǐng)域的功效,近年來逐漸成為了醫(yī)藥、美容化妝等行業(yè)研究的熱點(diǎn)。
人體皮膚之所以會隨著年齡的增長逐漸衰老暗淡,其主要原因是人體內(nèi)自由基的過多存在導(dǎo)致自由基失衡和膠原蛋白的不斷流失,若能有效的清除過多的自由基以維持體內(nèi)自由基平衡并有效補(bǔ)充流失掉的膠原蛋白,在某種程度上就能有效阻止人體皮膚的衰老。
通常化妝品行業(yè)會通過添加維生素C、天然蛋白質(zhì)等成分來增加皮膚的營養(yǎng),提高皮膚彈性,但大部分活性成分都存在分子量大難以透皮吸收,易被氧化,不穩(wěn)定等缺點(diǎn),因此生物多肽的活性高、吸收性好、穩(wěn)定性好的優(yōu)勢在皮膚修復(fù)和護(hù)理過程中就充分顯現(xiàn)出來[1],如促進(jìn)膠原蛋白和彈性蛋白生成、促進(jìn)細(xì)胞增殖和遷移、抑制炎癥產(chǎn)生和調(diào)控黑色素形成等。
L-肌肽和谷胱甘肽是最期在美容化妝品中應(yīng)用的生物活性多肽,他們在補(bǔ)水保濕,祛皺祛斑等護(hù)膚品中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。上個世紀(jì)八九十年代,美容多肽開始逐漸進(jìn)入大眾視野,將活性多肽加入到護(hù)膚品的配方中,主要是用于保濕和修復(fù),以達(dá)到抗衰老的目的。目前,廣泛使用的美容肽主要是通過化學(xué)合成的方式得到的一些小分子功能性多肽,包括銅勝肽,乙酰基系列多肽,棕櫚?;盗卸嚯摹⒐央牡?。
銅勝肽是復(fù)合體銅勝肽GHK-Cu的簡稱,是甘氨酰、組氨酰、賴氨酸經(jīng)肽鍵縮合后與二價銅離子絡(luò)合后的產(chǎn)物。GHK-Cu一方面能夠穿過角質(zhì)層進(jìn)入皮膚內(nèi)部,釋放信號,誘導(dǎo)成纖維細(xì)胞產(chǎn)生膠原蛋白與彈力蛋白的形成,幫助皮膚恢復(fù)自我修補(bǔ)的能力;另一方面GHK-Cu攜帶的銅離子可以進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部,遇到酶后釋放銅離子,促使上皮細(xì)胞的生長和分化,愈合受損傷口,改善皮膚老化現(xiàn)象。
是高端多肽化妝品中應(yīng)用最為廣泛的原料之一。它通過模擬SNAP-25的N末端,參與競爭SNAP-25在融泡復(fù)合體的位點(diǎn),使無法釋放神經(jīng)遞質(zhì),乙?;?3被業(yè)內(nèi)成為阿基瑞林、類肉毒桿菌素,是一種在化妝品中應(yīng)用最廣高端多肽原料[2],其主要作用機(jī)理是能夠模擬SNAP-25的N末端,與SNAP-25在融泡復(fù)合體的位點(diǎn)進(jìn)行競爭,通過使囊泡喪失釋放神經(jīng)遞質(zhì)的能力來阻斷神經(jīng)傳遞肌肉收縮訊息,影響皮膚肌肉神經(jīng)傳導(dǎo),使臉部肌肉消除緊張狀態(tài),從而減少細(xì)小皺紋的產(chǎn)生。乙?;?3不僅能促進(jìn)膠原蛋白產(chǎn)生,還避免了肉毒桿菌素必須注射使用和價格高昂的缺點(diǎn),因此是一種更加安全高效、易操作、低風(fēng)險的替代品。
棕櫚酰五肽-3是由賴氨酸、蘇氨酸、絲氨酸構(gòu)成的一種五勝肽,該肽段通過脂溶性棕櫚酸連接到第一個氨基酸上,之后將氨基酸依次連接,形成對皮膚更具親和性和鎖水性的物質(zhì)。國內(nèi)外許多知名化妝品品牌也將該成分作為抗皺化妝品的重要組成,它能誘導(dǎo)細(xì)胞信號級聯(lián)反應(yīng),以刺激機(jī)體來加強(qiáng)彈性蛋白、纖連蛋白、糖胺聚糖和膠原蛋白的生成能力,以增加皮膚厚度,提高皮膚彈性,減少面部的細(xì)紋,從而舒緩由皮膚衰老導(dǎo)致的靜態(tài)皺紋。
生物活性多肽在很多高檔調(diào)料、營養(yǎng)性食品、功能保健食品、特殊醫(yī)療性食品中也具有重要的應(yīng)用[3],在這些食品中其主要是通過食物蛋白蛋白中的多肽在體內(nèi)外進(jìn)行水解后獲得的多肽活性物質(zhì)發(fā)揮作用。通過工業(yè)化手段將動植物蛋白進(jìn)行酶解或進(jìn)一步深加工可以獲得生物活性多肽,這些加工手段易于產(chǎn)業(yè)化、安全性高,能夠產(chǎn)生很高的企業(yè)效益,具有廣泛的市場前景[4]。
草魚是我國常見的淡水類魚種,研究人員在對草魚體內(nèi)的營養(yǎng)含量進(jìn)行分析后,認(rèn)為在常見的淡水魚類中,草魚體內(nèi)的蛋白質(zhì)含量最高,且與其他淡水魚相比較其脂肪含量是最低的,18種天然氨基酸在草魚多肽成分中含量達(dá)90%以上,8種氨基酸必須氨基酸在草魚體內(nèi)的含量占40%以上,與其他淡水魚類相比,總氨基酸中的呈味氨基酸含量在草魚氨基酸序列中也是最高的,草魚是優(yōu)質(zhì)的多肽資源庫,目前從草魚中提取的多肽主要經(jīng)深加工制成了調(diào)味原料、營養(yǎng)性食品、高檔功能性食品添加劑等[5]。
紫菜屬于紅藻門,原紅藻綱,生長在潮間帶,在全球范圍內(nèi)均有大量種植,是世界上產(chǎn)值最高的栽培海藻。紫菜中蛋白質(zhì)含量豐富,研究表明在紫菜干重中其蛋白質(zhì)總含量約占紫菜自身干重的25%~50%,是優(yōu)質(zhì)的植物性活性多肽來源。
紫菜多肽具有重要的藥用價值,王茵團(tuán)隊[6]研究了紫菜多肽在動物實驗中的降血脂及抗氧化效果,表明紫菜多肽能顯著降低動脈硬化患病風(fēng)險,綜合表現(xiàn)顯著。通過采用木瓜蛋白酶酶解條斑紫菜來獲得紫菜多肽并進(jìn)行降血壓實驗,姚興存等[7]的研究揭示出紫菜蛋白降壓效果明顯,其活性寡肽ACE抑制率可達(dá)34%以上。
多肽藥物因其具有靶向性好、免疫原性低、組織滲透性好、易于合成和改造、安全性高、不易在組織中蓄積等優(yōu)點(diǎn),在抗腫瘤、抗菌、慢性代謝性疾病、心血管疾病、免疫疾病、鎮(zhèn)痛等方面都表現(xiàn)出顯著的療效,目前在臨床上使用的多肽藥物約有100種,正在開展臨床的多肽藥物約有140多種。
多肽類藥物半衰期一般較短,給藥周期長,影響患者用藥順應(yīng)性,開發(fā)多肽類藥物長效化方法是多肽類藥物的主要研究方向,主要包括氨基酸替代、定點(diǎn)修飾突變、通過基因手段與其他蛋白融合、糖基化、環(huán)化、與聚合物綴合、釘合肽,以及新劑型開發(fā)等方法,同時使用方便的口服制劑開發(fā)也是多肽藥物的另一個研究方向。
多肽類藥物廣泛應(yīng)用于腫瘤類疾病的治療中,主要通過加快腫瘤細(xì)胞的凋亡、抑制腫瘤血管的形成、激活患者自身免疫反應(yīng)等機(jī)制來進(jìn)行腫瘤類疾病的治療[8]。由于多肽藥物易于改造,人們通常將其進(jìn)行修飾或融合以增加其腫瘤靶向性和口服給藥的順應(yīng)性,延長體內(nèi)作用時間; 腫瘤歸巢肽、細(xì)胞穿膜肽、自組裝多肽、納米顆粒等可作為優(yōu)良載體參與抗腫瘤藥物遞送; 此外,多肽藥物還可作為分子探針監(jiān)測體內(nèi)腫瘤的轉(zhuǎn)移。
鎮(zhèn)痛藥廣義上可以分為非甾體類鎮(zhèn)痛藥,如阿司匹林,阿片受體類鎮(zhèn)痛藥,如嗎啡,其他輔助性鎮(zhèn)痛藥等幾類。這些傳統(tǒng)類鎮(zhèn)痛類藥物對于慢性疼痛、神經(jīng)病理性疼痛以及炎癥都具有較好的治療效果,但長期使用會引起耐受、成癮性和消化系統(tǒng)損傷等毒副作用,在臨床上具有一定的限制性要求。來源于生物毒素的鎮(zhèn)痛肽因其高活性、高選擇性、無成癮性、持久性、安全性較高等顯著優(yōu)勢而被藥物研發(fā)人員高度關(guān)注,目前以離子通道為靶點(diǎn)的動物源鎮(zhèn)痛多肽居多,包括蜈蚣多肽、東亞鉗蝎多肽、捕鳥蛛多肽、黑曼巴蛇多肽和ω-芋螺毒素。其中主要代表藥物是齊考諾肽。
齊考諾肽是鞘內(nèi)的非阿片類鈣通道阻滯劑[9],是第一個經(jīng)海洋動物來源制備的多肽類藥物,也是目前唯一款經(jīng)FDA和EMA批準(zhǔn)的非阿片類成分的鞘內(nèi)注射鎮(zhèn)痛藥,因其在選擇性、效果持續(xù)性上的良好表現(xiàn),受到廣大一線臨床醫(yī)生的青睞。
隨著國民生活水平的不斷提高,糖尿病在我國已從少見病變成流行病,在我國每十個人中就有一個糖尿病患者,且患者人數(shù)仍呈不斷上升的趨勢。在廣大糖尿病患者中,主要以2型糖尿病患者居多,臨床藥物治療按照機(jī)制的不同,主要可以分為胰島素及類似物、磺酰脲類、非磺酰脲類、α-糖苷酶抑制劑、雙胍類、αGLP-1受體激動劑、DPP-4抑制劑等幾類[10],其中GLP-1受體激動劑、DPP-4抑制劑屬于新型治療糖尿病藥物,因其臨床效果突出,降糖降體重效果明顯,未來預(yù)期使用量會大幅增加。多肽GLP-1受體激動劑主要為艾塞那肽、利拉魯肽、利司那肽和貝那魯肽[11],這些藥物在中國市場上應(yīng)用較多,而在國外上市的長效制劑度拉糖肽和索馬魯肽是近年來的重磅產(chǎn)品,究其原因一是療效明確,二是治療安全性好且具有心血管獲益,三是使用方便,一周一次的度拉糖肽和口服使用的索馬魯肽對于患者的依從性更好。因此,對于治療糖尿病的活性多肽藥物主要以長效、口服和臨床效果確切為主要研發(fā)方向。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步,生物活性多肽在各個行業(yè)中的應(yīng)用也日趨廣泛,逐步突破傳統(tǒng)化妝品、食品、藥品的界限,復(fù)合型多肽將展現(xiàn)出巨大的市場價值,未來各領(lǐng)域?qū)τ谛掠猛?、多用途、效果更好的活性多肽產(chǎn)品將會有更多的開發(fā)和研究空間,生物多肽行業(yè)已邁入一個朝陽的發(fā)展時代。