植物来源抗氧化肽的研究进展

Trends in Food Science & Technology

👉综述背景

抗氧化肽可分为两种类型：内源性和外源性肽。内源性抗氧化肽天然存在于细胞中。通过活性氧(ROS)等物质的自由基解毒作用来保护细胞。而外而源性抗氧化肽来自外部及环境，如具有抗氧化潜力的食品。食物源性抗氧化肽的长度一般为2-15个氨基酸，此类肽通常以无活性序列形式出现。通过体外酶促水解，胃肠道消化和微生物发酵可以促进前体蛋白释放生物活性肽。其抗氧化能力部分归因于氨基酸组成，通常可以在抗氧化肽中发现疏水性氨基残基(亮氨酸，异亮氨酸和脯氨酸)及芳香族氨基残基(酪氨酸)。

抗氧化肽可作为食品添加剂、健康补充剂和治疗剂。作为补充剂，具有细胞保护、肝脏保护、提高记忆力和改善口感的作用。且抗氧化肽在细胞中对H2O2诱导的氧化具有保护潜力。作为治疗剂，在癌症和疟疾、高血压和血液疾病等各种疾病中具有治疗潜力。

👉综述内容

●植物抗氧化肽的生产

植物中提取抗氧化肽，先从目标植物中提取或分离蛋白质。由于抗氧化化肽和促氧化肽的共存可能会削弱或消除蛋白质水解产物的净抗氧化剂作用，需进行纯化与鉴定。可通过生物测定方法从植物蛋白水解物中纯化抗氧化剂肽，并辅以色谱和非色谱肽分离技术。最后，以质谱或埃德曼降解法来完成肽的鉴定。

从植物蛋白水解物中纯化和鉴定抗氧化肽时，可使用离子交换色谱法从碱性蛋白酶水解分离蛋白并纯化抗氧化肽。然后用凝胶过滤色谱柱对活性最高的馏分进行分馏，测试洗脱级分的抗氧化活性。再将活性最高的馏分进行LC-MS / MS分析，确定其氨基酸序列。也可以使用超高效液相色谱与电喷雾离子源串联质谱联用来鉴定纯化的肽的氨基酸序列。

为了克服分离大小或性质相似的分子时出现的低选择性，有些研究中将色谱技术和非色谱方法进行了结合。如先使用超滤膜分级分离样品，然后进行凝胶过滤色谱，最后使用反相高效液相色谱法提取纯化抗氧化肽。或者利用电渗析和超滤的方法来选择性分离生物活性肽，并以目标肽的等电点和分子量的差异进行分离的方法。

●抗氧化肽的细胞效应及作用机制

为研究植物抗氧化肽对细胞的抗氧化作用，研究者们采用一系列细胞模型和氧化应激处理来研究此类肽消除ROS、抑制氧化损伤和保持细胞氧化还原平衡的能力。植物来源抗氧化肽能减少活性氧(ROS)的产生并增强内源性酶和非酶抗氧化剂的防御能力。研究报道，谷物提取肽可以抑制氧化应激的HepG2细胞中ROS的生成，且效果与Trolox(一种公认的抗氧化剂)相同。说明此类肽可以通过激活非酶性抗氧化剂防御来减轻细胞氧化应激的能力。而且植物来源抗氧化肽能够降低细胞的脂质过氧化。且在氧化应激下对细胞产生保护作用。

目前，可以通过测定肽序列，研究细胞抗氧化作用的分子机制。如油菜的抗氧化肽通过抑制细胞凋亡来保护人脐静脉血管内皮细胞(HUVEC)免受H2O2诱导的氧化损伤。原理为此肽可以下调促凋亡蛋白Bax和caspase-3的表达，同时上调抗凋亡蛋白Bcl-2的表达，保护细胞免受凋亡途径的侵害；PHP是从白酒中提取的抗氧化肽，通过上调氧化应激的核因子E2相关因子2(Nrf2)的基因和蛋白质表达，同时下调Kelch样环氧氯丙烷相关蛋白-1(Keap1)的表达水平，保护HepG2肝癌细胞免受氧化应激。

●抗氧化肽的体内研究及作用机制

关于植物来源抗氧化肽的的体内研究较少。大多数研究仅做了植物衍生蛋白水解产物在动物体内的作用，并非特定的肽序列。有学者提议，动物试验的结果并不能作为人体的结果，但此类研究扩大了对植物衍生肽和水解产物生物学效应的最新了解。也使人们了解植物来源的肽和水解产物的生物学作用，如长寿作用和抗疲劳等作用。如在ROS诱导动物实验中，植物蛋白水解物可减轻氧化应激，还可以增强体内疾病模型中的抗氧化防御能力；大麻籽粕蛋白水解物降低高血压大鼠的血浆过氧化物水平；植物来源蛋白水解产物通过调节ROS清除酶的活性减轻大脑海马体氧化损伤引起的神经元损伤。

虽相关实验较多，但对蛋白水解物与体内抗氧化作用之间的关系尚未得到明确解释。如体内抗氧化活性是否归因于肽级分和水解产物中的肽类成分？哪些肽发挥了体内效应？

文中提到，在确定抗氧化肽后，可以使用化学合成肽进行精确的研究。如口服给药后，进行追踪。也可以进行计算机分析，以进一步预测肽序列的潜在特性或生物活性，随后可以通过实验对其进行验证。

●抗氧化肽分子特征及构效关系

抗氧化肽的结构-活性关系(SAR)的研究，不仅可以评估植物蛋白是否可以作为抗氧化肽，还可以预测新肽中的潜在抗氧化剂活性。其中分子量、疏水性、氨基酸组成和肽序列是影响肽抗氧化活性的关键结构特征。植物来源抗氧化肽包含2-13个残基，分子量在约268-1450Da之间。且较小的肽更容易被人体吸收因此更具有抗氧化活性。通过观察肽的二级结构与细胞抗氧化作用之间的关系，了解到细胞抗氧化能力与肽构象，尤其是α-螺旋和无规卷曲含量之间呈反比关系。进行脉冲电场(PEF)处后的松子衍生肽QDHCH，比未处理的肽，可增强SOD、CAT、GPx和GR在氧化应激HepG2细胞的活性。随着体内研究的深入，植物来源抗氧化肽在生物水平上的抗氧化功能将得以完善。

👉综述结论

本文总结了可食用植物抗氧化肽的研究进展。过去十年的研究成果证明，食用植物来源肽可以在细胞和动物模型中发挥抗氧化作用。这些肽在许多氧化应激和疾病模型中的保护作用也证实了它们促进健康的潜力。也阐明了其肠道吸收和代谢作用。但其结构与活性之间的关系仍需进一步研究。

尽管植物来源抗氧化剂肽已展现出作为营养补充剂的潜力，到目前为止只有少量商业产品在应用。在未来的研究中，食品配方和加工条件对植物来源抗氧化肽的影响，及掺入这种肽对食品的生产成本、生物活性、质量、功效、安全性和致敏性方面的研究，需进一步完善。在确认此类肽不会对食品产生负面影响，且仍可以保留其抗氧化活性时才可进行大规模食品开发。学术界和工业界之间未来的合作无疑将有利于达成植物来源抗氧化肽的商业应用目标。