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文蛤生物活性多肽/蛋白研究進(jìn)展

2019-07-03 07:31藺蓓蓓徐尤美李鑫鑫
海洋漁業(yè) 2019年3期
關(guān)鍵詞:文蛤溶菌酶多肽

陳 琛,藺蓓蓓,徐尤美,李鑫鑫,劉 祥

(陜西理工大學(xué)中德天然產(chǎn)物研究所,陜西理工大學(xué)生物科學(xué)與工程學(xué)院,漢中 723000)

文蛤(Meretrix meretrix)屬軟體動(dòng)物門(mén),雙殼綱,真瓣鰓目,簾蛤科,文蛤?qū)伲?]。在西太平洋(中國(guó)、朝鮮半島、日本和東南亞)和印度洋(亞丁灣和阿曼灣)等海域廣泛分布,常在河口及有淡水注入的內(nèi)灣附近棲息。

文蛤肉質(zhì)鮮美,營(yíng)養(yǎng)成分豐富,含有18種氨基酸,其中含有人體所需的全部10種必需氨基酸,文蛤肉中總氨基酸含量為428~506 mg·g-1,必需氨基酸含量為168~188 mg·g-1,其中亮氨酸和賴氨酸含量較高,分別是31~37 mg·g-1和 35~36 mg·g-1,必需氨基酸(EAA)/總氨基酸(TAA)和EAA/非必需氨基酸(NEAA)的值分別為39%和64%,基本符合FAO/WHO優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[2]。文蛤肉含有礦物質(zhì)、維生素以及不飽和脂肪酸DHA和EPA[3],DHA和EPA含量分別占總脂肪酸的 13.33% ~16.47%和4.75%~7.11%。文蛤不僅營(yíng)養(yǎng)豐富,而且還有食療和藥用價(jià)值。文蛤作為中藥資源被列入《本草綱目》、《傷寒雜病論》等中醫(yī)典籍中[4],具有平肝化痰、清肺、軟堅(jiān)散結(jié)、制酸止痛等功效,用于肺結(jié)核、陰虛盜汗、糖尿病以及腫瘤等疾病治療,而且還有降糖、降血脂、抗突變、抗衰老、免疫調(diào)節(jié)等多種功效[5]。文蛤殼可用于治療前列腺增生、濕疹、潰瘍、鵝口瘡、中耳炎、肺結(jié)核等疾病。

20世紀(jì)60年代有國(guó)外學(xué)者研究證實(shí)了文蛤提取物的抗腫瘤活性,并將研究結(jié)果發(fā)表在《Science》雜志[6];90年代末國(guó)內(nèi)學(xué)者開(kāi)展了文蛤抗腫瘤活性物質(zhì)的研究。進(jìn)入21世紀(jì)以后,從海洋生物中尋找新的活性物質(zhì)受到了很大的重視,加之現(xiàn)代生物技術(shù)興起與分離純化技術(shù)的成熟應(yīng)用等,使得文蛤活性成分的研究持續(xù)開(kāi)展,通過(guò)大量的研究與藥理學(xué)實(shí)驗(yàn)證明了文蛤活性物質(zhì)的藥理作用、生物功能和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。目前已經(jīng)分離純化、鑒定了以下文蛤活性成分:1)文蛤活性肽(抗腫瘤肽、抗氧化肽、抗菌肽、降壓肽、寡肽);2)文蛤活性蛋白(凝集素、鐵蛋白、金屬硫蛋白、熱休克蛋白、腺苷二磷酸核糖基化蛋白、抗補(bǔ)體蛋白、腫瘤壞死因子、凝血蛋白、葡聚糖結(jié)合蛋白);3)文蛤酶及酶制劑(溶菌酶、乳酸脫氫酶、組織蛋白酶、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶、N-羥甲基-L-丙氨酸脫氫酶、抗氧化酶、腺苷脫氨酶、堿性磷酸酶、磷酸水解酶);4)酸類(丁醛、乙酸、肉豆蔻酸、十六烯酸、棕櫚酸);5)多糖;6)甾醇;7)油脂;8)其它成分,如類胡蘿卜素。本文重點(diǎn)闡述文蛤生物活性肽和蛋白的研究進(jìn)展,以期為文蛤活性物質(zhì)的研究開(kāi)發(fā)提供參考。

1 文蛤活性蛋白/多肽研究

目前已從文蛤肉中鑒定了20多種具有各種生物活性或功能的多肽或蛋白,詳見(jiàn)表2。

1.1 抗腫瘤肽/蛋白

文蛤抗腫瘤肽/蛋白是研究最早、取得成果最多的文蛤活性成分之一,目前已經(jīng)從文蛤中鑒定了多種抗腫瘤肽/蛋白,詳見(jiàn)表3。SCHMEER[21]的研究揭示文蛤中含有腫瘤抑制因子,經(jīng)提取得到的腫瘤抑制因子對(duì)小鼠S180肉瘤有顯著的抑制作用,對(duì)正常小鼠則無(wú)毒性,并將這一活性物質(zhì)命名為“蛤素”(mercenene)。對(duì)蛤素成分的研究表明,它是一類相對(duì)分子質(zhì)量小于10 kDa的多肽類物質(zhì)。

在我國(guó),文蛤抗腫瘤活性多肽方面的研究也取得了很多成果。利用凝膠色譜和高效液相色譜法純化得到文蛤抗腫瘤肽,基質(zhì)輔助的激光解析質(zhì)譜測(cè)得其分子為3.147 kDa,該肽能夠抑制人胃腺癌細(xì)胞的增殖并破壞人胃腺癌細(xì)胞的結(jié)構(gòu)骨架,當(dāng)多肽的濃度達(dá)到4.0μg·mL-1時(shí),對(duì)癌細(xì)胞的抑制率為 60%[22]。NING等[23]從文蛤體腔液體中利用硫酸銨沉淀、離子交換色譜和疏水色譜分離純化得到文蛤抗腫瘤肽MML,分子量約為40 kDa,對(duì)人肝癌細(xì)胞BEL-7402、人乳腺癌細(xì)胞MCF-7、人結(jié)腸癌細(xì)胞HCT116等均有抑制作用。WANG等[24]從文蛤中純化得到15 kDa的多肽Mere15,對(duì)人白血病細(xì)胞K562和人肺癌細(xì)胞A549有抑制作用,其半數(shù)抑制濃度(IC50)均為38.2μg·mL-1,機(jī)理是通過(guò)線粒體途徑引起細(xì)胞凋亡。為了解決由惡性腫瘤細(xì)胞所造成的難以治愈的癌癥,迫切需要尋找抗腫瘤天然活性物質(zhì),文蛤中的抗腫瘤肽/蛋白可為此提供寶貴資源。采用分離純化技術(shù)鑒定得到了10多種文蛤抗腫瘤蛋白,進(jìn)行抗腫瘤活性測(cè)定,表明其具有很好的抗腫瘤活性,但目前文蛤抗腫瘤藥物的開(kāi)發(fā)和市場(chǎng)化相對(duì)滯后。

表1 文蛤肉營(yíng)養(yǎng)成分及含量Tab.1 General nutritive composition in muscles of M.meretrix (%)

表2 文蛤生物活性肽(蛋白)及特性Tab.2 Bioactive peptides(proteins)and their characteristics in M.meretrix

表3 文蛤抗腫瘤肽(蛋白)及特性Tab.3 Antitumor peptides(proteins)and their characteristics in M.meretrix

1.2 抗菌肽

抗生素殘留及耐藥性迫使人類不斷尋找開(kāi)發(fā)新型、天然、耐藥性低的抗生素替代品,抗菌肽是一類具有抗菌活性的小分子活性肽,SUGESH等[30]將文蛤肉進(jìn)行勻漿后,用有機(jī)溶劑進(jìn)行提取,提取物對(duì)10株病原性細(xì)菌和6株病原性真菌具有較好的抑菌活性,其中對(duì)金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、枯草芽孢桿菌抑菌活性最好。SATHYAN等[8]從文蛤中通過(guò)分子克隆得到Histone-H2A來(lái)源的抗菌肽Molluskin,由25個(gè)氨基酸組成,分子量為 2.840 kDa,與皺紋盤(pán)鮑(Haliotis discus hannai)抗菌肽Abhisin同源性較高。抗菌肽較傳統(tǒng)抗生素有很多優(yōu)點(diǎn),包括分子量小、熱穩(wěn)定、水溶性好、強(qiáng)堿性、廣譜抗菌和作用機(jī)制獨(dú)特等特點(diǎn),在醫(yī)藥衛(wèi)生、畜牧業(yè)、食品防腐劑等方面有廣闊的應(yīng)用前景。

1.3 降血壓肽

血管緊張素轉(zhuǎn)換酶(ACE)在血壓調(diào)控中起到了非常關(guān)鍵的作用,通過(guò)催化血管緊張素轉(zhuǎn)移酶I的C端使其裂解為具有活性的血管緊張素轉(zhuǎn)移酶II,后者誘導(dǎo)醛固酮的釋放引起鈉離子內(nèi)流,使血壓升高。從文蛤肉水解物和酶解物中可分離提取ACE抑制劑。提取方法是:超濾、凝膠過(guò)濾色譜Sephadex G-25、RP-HPLC等純化程序得到2個(gè)純品肽E1和E2,其中E2僅為2個(gè)氨基酸(Tyr-Asn)組成,IC50為 0.015 mg·mL-1。通過(guò)體外模擬試驗(yàn)證實(shí)可以抗消化酶降解,具有較好的生物利用度[20]。目前,高血壓患者主要以口服化學(xué)合成類的降壓藥物為主,但是服藥后會(huì)出現(xiàn)不同程度、不同癥狀的副作用,如低血壓、心動(dòng)過(guò)緩、嘔吐等。而文蛤來(lái)源的生物活性肽的降血壓效果雖然沒(méi)有合成的藥物好,但卻具有綠色、天然、安全、健康、低成本等優(yōu)點(diǎn);其次,文蛤來(lái)源的生物活性肽既可以起到降血壓的作用,同時(shí)本身也具有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,能為人們提供多種人體必需氨基酸[31],所以有很好的開(kāi)發(fā)前景。目前,文蛤降血壓肽只得到了一種,文蛤中是否還存在其它的活性更高的降血壓肽有待于進(jìn)一步研究。

1.4 抗氧化肽

文蛤體內(nèi)存在抗氧化作用的活性肽,其分子量小、機(jī)體易吸收、活性強(qiáng),而且能有效地清除機(jī)體體內(nèi)過(guò)多的活性氧自由基,保護(hù)細(xì)胞和線粒體的正常結(jié)構(gòu)和功能,防止脂質(zhì)過(guò)氧化的發(fā)生,在醫(yī)藥、化妝品、保健品等領(lǐng)域可以廣泛應(yīng)用[32]。有研究采用勻漿、硫酸銨分級(jí)沉淀、凝膠過(guò)濾色譜Sephadex G-150柱層析從文蛤肉中分離得到3個(gè)蛋白峰,均有一定的抗氧化活性。用胃蛋白酶、胰蛋白酶和木瓜蛋白酶水解文蛤3種不同部位的肉(軟體部、足、內(nèi)臟團(tuán)),比較水解產(chǎn)物的抗氧化活性,然后采用FPLC、離子交換色譜和凝膠過(guò)濾色譜分離純化了文蛤抗氧化肽,抗氧化肽對(duì)DPPH的清除率為 19.1% ~82.5%[33]。多個(gè)研究團(tuán)隊(duì)均開(kāi)展了文蛤抗氧化肽研究,表4列出了采用單一酶、復(fù)合—雙酶水解、復(fù)合—三種酶水解的制備文蛤抗氧化肽的方法和條件。

1.5 凝集素

凝集素是一類廣泛分布于動(dòng)物、植物和微生物中的非免疫來(lái)源的糖結(jié)合蛋白。文蛤凝集素(Meretrix meretrix lectin,MML)是一種唾液酸專一性結(jié)合的凝集素,是Ca2+依賴型凝集素。MML對(duì)40℃以上的溫度敏感,其活性在pH 5.0~8.5比較穩(wěn)定,等電點(diǎn)(pI)為5.6。MML分子是由2條肽鏈組成,這兩條肽鏈分子量分別為29 kDa和30 kDa,肽鏈間經(jīng)二硫鍵形成約為59 kDa的大亞基,再由約18個(gè)這種大亞基聚合成1 060 kDa的大分子。氨基酸組成及共價(jià)結(jié)合糖含量測(cè)定表明,MML分子是一種含5%的糖類的糖蛋白。李猛等[36]從文蛤中克隆了 C-型凝集素的基因(Mm-CTL)cDNA序列,全長(zhǎng)為1 855 bp,其開(kāi)放閱讀框?yàn)?19 bp,編碼172個(gè)氨基酸。張晶晶等[10]克隆了文蛤C型凝集素1基因(Mm-Lec1)的全長(zhǎng)cDNA序列。凝集素結(jié)構(gòu)的多樣性決定了凝集素具有多種功能,為海洋貝類先天免疫的“特異性”研究提供了基礎(chǔ)。

1.6 鐵硫蛋白和金屬硫蛋白

鐵硫蛋白在動(dòng)植物組織中廣泛存在,由24條多肽鏈(亞基)形成一中空的球形殼,其中央孔穴可容納4 500個(gè)鐵原子,鐵為可溶、可使用形式,主要與羥基和磷酸基團(tuán)結(jié)合,在機(jī)體代謝中起著非常重要的作用。文蛤鐵蛋白亞基(MmeFer)在文蛤貝殼形成中可能起到了關(guān)鍵作用[37]。

金屬蛋白質(zhì)為低分子量、高巰基含量,能大量結(jié)合重金屬離子,因此稱為金屬硫蛋白(MT),它能被金屬離子、氧化損傷以及外界免疫刺激等多種因素誘導(dǎo),參與生物體內(nèi)金屬水平的穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)、自由基清除、重金屬解毒等生物學(xué)功能,已被聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署遴選為海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)的生物標(biāo)志物之一。蔣國(guó)萍等[11]采用RACE技術(shù)從斧文蛤(Meretrix lamarckii)中獲得了金屬硫蛋白(Mm-MT)的全長(zhǎng) cDNA序列,序列全長(zhǎng)636 bp,開(kāi)放閱讀框長(zhǎng)度為231 bp,編碼76個(gè)氨基酸,編碼的氨基酸中半胱氨酸含量豐富,占27%,預(yù)測(cè)分子量約為7.704 kDa,pI 7.138,序列特征分析表明,含有16個(gè)MT所特有的Cys-Xn-Cys結(jié)構(gòu),具有金屬硫蛋白的典型特征。根據(jù)金屬硫蛋白的特性,其可代替化學(xué)品用于化妝品、保健品和金屬檢測(cè)等行業(yè)[38]。

表4 文蛤抗氧化肽及特性Tab.4 Antioxidant peptides and their characteristics in Meretrix meretrix

1.7 凝血蛋白

CHENG等[13]研究發(fā)現(xiàn)了文蛤凝血蛋白(hemagglutinating proteins,HAP),收集文蛤血漿,透析,通過(guò)蛋白純化色譜儀(Sephacryl S-300柱)純化得到HAP,分子量為358 kDa,其由2個(gè)亞基組成。HAP對(duì)人、犬、莫桑比克羅非魚(yú)(Oreochromis mossambicus)血液具有較好的凝集活性,在 pH 7.0、溫度 4~10℃、鹽度低于0.5%時(shí),對(duì)莫桑比克羅非魚(yú)血液凝集滴度達(dá)到210。文蛤凝血蛋白的鑒定和活性研究為未來(lái)開(kāi)發(fā)制備天然凝血生物制品提供了選擇。

1.8 抗血管生成蛋白

血管生成抑制蛋白可以多種因子為靶標(biāo)抑制血管的形成。在惡性腫瘤靶向治療中可以抑制腫瘤細(xì)胞血管的生成,也可應(yīng)用于動(dòng)脈粥樣硬化疾病的治療。GUPTA等[39]研究了文蛤甲醇提取物對(duì)血管生成的抑制作用,提取物濃度200μg·mL-1時(shí),能顯著抑制血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)誘導(dǎo)的新血管的增殖,抑制率為64.63%。

1.9 免疫調(diào)節(jié)蛋白

CHEN等[40]從文蛤中克隆了編碼富含半胱氨酸的文蛤多肽(McCRIP)的cDNA序列,為一個(gè)Zn2+結(jié)合蛋白,包含高度保守的鋅指結(jié)構(gòu)。McCRIP的全長(zhǎng)cDNA由237 bp的開(kāi)放閱讀框組成,編碼78個(gè)氨基酸,預(yù)測(cè)分子量為8 635.8 Da,pI為 9.01。采用雙鏈 RNA干擾方法研究McCRIP的功能,結(jié)果表明McCRIP基因失活后可以阻斷文蛤發(fā)育,并造成大量死亡,推測(cè)McCRIP在文蛤早期發(fā)育和先天免疫中起到一定作用。就目前的研究而言,文蛤中免疫調(diào)節(jié)蛋白的免疫調(diào)節(jié)活性作用機(jī)理非常復(fù)雜,還需要進(jìn)一步深入研究。

1.10 熱休克蛋白

熱休克蛋白(heat shock protein,HSP)是在從細(xì)菌到哺乳動(dòng)物中廣泛存在的一類熱應(yīng)激蛋白質(zhì)。當(dāng)有機(jī)體暴露于高溫的時(shí)候,就會(huì)由熱激發(fā)合成此種蛋白,來(lái)保護(hù)有機(jī)體自身。文蛤熱休克蛋白(MmeHsc71)分子量為 71.43 kDa,cDNA全長(zhǎng)2 292 bp,其中包括編碼652個(gè)氨基酸的長(zhǎng)為1 959 bp的開(kāi)放閱讀框。生物信息學(xué)分析確定其屬于HSP 70家族的一個(gè)成員。實(shí)時(shí)定量PCR在空間和時(shí)間上比較健康文蛤和經(jīng)溶血弧菌誘導(dǎo)的文蛤的表達(dá)模式:在空間上,在試驗(yàn)組織包括足、肝胰臟、外殼膜、鰓中都存在MmeHsc71 mRNA,但在經(jīng)溶血弧菌感染24 h誘導(dǎo)的文蛤肝胰臟和鰓中MmeHsc71 mRNA明顯增多;在時(shí)間上,分別經(jīng)溶血弧菌感染誘導(dǎo)6、12、24 h的文蛤肝胰臟與健康文蛤肝胰臟的MmeHsc71 mRNA水平表達(dá)量相比明顯增高,且與誘導(dǎo)時(shí)間呈正相關(guān)。定量免疫熒光實(shí)驗(yàn)結(jié)果也表明經(jīng)副溶血弧菌感染24 h后的文蛤肝胰臟較正常文蛤肝胰臟MmeHsc71 mRNA表達(dá)量明顯增加。推斷MmeHsc71在介導(dǎo)文蛤抗菌免疫系統(tǒng)中具有重要作用。HSP 70作為“分子伴侶”在蛋白質(zhì)的折疊、組裝、轉(zhuǎn)運(yùn)、降解及調(diào)控中發(fā)揮重要作用,而且它在細(xì)胞周期調(diào)控、抗凋亡、抗氧化、免疫治療等方面也具有重要功能,在生物工程和醫(yī)學(xué)等方面的應(yīng)用前景十分廣闊。

1.11 腺苷二磷酸核糖基化蛋白

NAKANO等[16]從文蛤中發(fā)現(xiàn)了腺苷二磷酸核糖基化蛋白(ADP-ribosylating protein),命名為CARP-1,通過(guò)硫酸銨沉淀、離子交換CM52、超濾、凝膠過(guò)濾色譜和FPLC等步驟純化了CARP-1,利用質(zhì)譜鑒定分子量為20.332 kDa,并克隆了其cDNA。

除以上文蛤活性多肽(蛋白)以外,近年來(lái)還有學(xué)者克隆了文蛤宿主免疫防御素基因、文蛤抗補(bǔ)體蛋白、生長(zhǎng)因子受體結(jié)合蛋白基因(GRB2)[41]、B型清道夫受體蛋白基因 (Mm-SRBI)[42]、文蛤 Smad家族蛋白基因(Mm-Smad1/5)[43]等。

2 文蛤蛋白酶及抑制劑

2.1 溶菌酶和抑制劑

溶菌酶是一種能破壞細(xì)胞壁中的N-乙酰胞壁酸和N-乙酰氨基葡糖之間的β-1,4糖苷鍵的堿性水解酶。文蛤1型溶菌酶基因(MmeLys)cDNA全長(zhǎng)為552 bp,其中包含一個(gè)441 bp的開(kāi)放閱讀框,編碼146個(gè)氨基酸的多肽,該多肽由15個(gè)氨基酸的信號(hào)肽和131個(gè)氨基酸的成熟肽組成,分子量為 14 601.44 Da[44]。克隆推導(dǎo)的溶菌酶氨基酸與菲律賓蛤仔(Ruditapes philippinarum)溶菌酶具有64%的同源性,且重組表達(dá)的MmeLys對(duì)G-和G+菌表現(xiàn)出較強(qiáng)的抑菌活性。通過(guò) RT-PCR和 western blotting證明MmeLys mRNA主要在肝胰臟和鰓內(nèi)表達(dá)。KUWANO等[45]通過(guò)乙酸提取、硫酸銨沉淀、陽(yáng)離子交換色譜、RP-HPLC分離純化得到了文蛤溶菌酶并結(jié)晶,對(duì)文蛤溶菌酶的理化性質(zhì)進(jìn)行研究,并對(duì)文蛤溶菌酶三維結(jié)構(gòu)進(jìn)行了解析(圖1-A),并和蛋清溶菌酶、菲律賓蛤仔溶菌酶結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)Glu18比較保守,在3種溶菌酶中均存在,可為水解反應(yīng)提供質(zhì)子。文蛤溶菌酶結(jié)構(gòu)解析兩年后,LEYSEN等[46]報(bào)道文蛤溶菌酶抑制劑并解析其三維結(jié)構(gòu)(圖1-B),該抑制劑能與文蛤Ⅰ型溶菌酶結(jié)合形成復(fù)合物,抑制劑由3個(gè)暴露的PLII環(huán)形成的明顯的“脊”插入到溶菌酶的底物結(jié)合槽中,導(dǎo)致形成穩(wěn)定的“鎖鑰”模型,這為其它有應(yīng)用或治療前景的酶抑制劑的作用機(jī)理研究奠定了基礎(chǔ)。

2.2 超氧化物歧化酶

文蛤 Cu/Zn超氧化物歧化酶(Cu/Zn SOD)基因全長(zhǎng)cDNA 1 383 bp,具有462 bp的開(kāi)放閱讀框架,編碼153個(gè)氨基酸,其在文蛤肝胰腺中表達(dá)量最高,血液細(xì)胞表達(dá)量最低[48]。采用原核表達(dá)方式在E.coli中表達(dá)了文蛤Cu/Zn超氧化物歧化酶,表達(dá)產(chǎn)物進(jìn)行純化得到21 kDa蛋白,酶比活力為27.12 U·mg-1。研究表明文蛤Cu/Zn SOD能有效消除活性氧(ROS),維持免疫系統(tǒng)的氧化還原平衡,有利于文蛤免疫系統(tǒng)抵御病原微生物的感染[49]。

2.3 組織蛋白酶

機(jī)體內(nèi)的組織蛋白酶B(cathepsin B)參與溶酶體的蛋白質(zhì)水解作用,與人類免疫、癌癥、Ⅱ型糖尿病、腎臟疾病等有關(guān)[50]。文蛤組織蛋白酶B(MmeCB)的 cDNA全長(zhǎng)1 647 bp,開(kāi)放閱讀框1 014 bp,編碼337個(gè)氨基酸,MmeCB分子量約為37.3 kDa,pI 5.50,具有 3個(gè)保守氨基酸殘基(Cys-111、His-282和 Asn-302),序列與哺乳動(dòng)物組織蛋白酶B有55%的同源性。文蛤Cathepsin B基因在大腸桿菌中表達(dá),純化后獲得重組的文蛤組織蛋白酶B(rMmeCB),酶學(xué)性質(zhì)研究結(jié)果為 rMmeCB的 Km、Vmax和 Kcat分別是6.11μM、0.017 4μM·min-1和 277.57·s-1。

2.4 谷胱甘肽過(guò)氧化物酶

谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(GSH-Px)是機(jī)體內(nèi)廣泛存在的一種重要的過(guò)氧化物分解酶,也是催化谷胱甘肽轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸偷囊环N金屬酶,通過(guò)減少脂質(zhì)過(guò)氧化物和自由過(guò)氧化氫來(lái)保護(hù)生物體免受氧化損傷[51]。文蛤谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(MmeGPx)基因包含723 bp和238 bp的2個(gè)內(nèi)含子,開(kāi)發(fā)閱讀框711 bp,編碼237個(gè)氨基酸的蛋白,序列分析MmeGPx與人的GPx 3高度相似。

圖1 文蛤溶菌酶及抑制劑結(jié)構(gòu)圖Fig.1 Structure of lysozyme and inhibitor from M.meretrix

2.5 N-羥甲基-L-丙氨酸脫氫酶

LEE等[52]從文蛤中分離純化了N-羥甲基-L-丙氨酸脫氫酶(strombine dehydrogenase,SDH),具體方法是采用硫酸銨沉淀、Sephacryl S-100凝膠過(guò)濾色譜、羥基磷灰石色譜、離子交換色譜DEAE-Sepharose和親和色譜等多個(gè)色譜程序,最終純化了文蛤SDH并研究了酶學(xué)特性,該酶分子量為46 kDa,純度提高了470倍,最適pH 7.4~7.6,最適作用溫度45~46°C。

除以上分離純化或克隆鑒定的5種主要的文蛤酶以外,還有學(xué)者經(jīng)過(guò)測(cè)定發(fā)現(xiàn)在文蛤組織中還含有乳酸脫氫酶、抗氧化酶等,但是尚未分離純化得到純酶,也未克隆得到其全序列。近年來(lái)有學(xué)者克隆了文蛤組蛋白去乙?;?基因(HDAC1)、磺基轉(zhuǎn)移酶基因(SULT)、果糖-1,6-二磷酸醛縮酶 9(FBA)基因[53]等。

3 文蛤生物活性多肽(蛋白)制備方法

文蛤活性多肽(蛋白)通過(guò)以下3種方法得到:1)提取分離純化,主要采用硫酸銨沉淀,離子交換色譜、凝膠過(guò)濾色譜和HPLC,對(duì)精制得到的文蛤多肽(蛋白)進(jìn)行活性和功能評(píng)價(jià);該步驟為傳統(tǒng)方法,方法穩(wěn)定,結(jié)果可靠,預(yù)期可控制,但過(guò)程繁瑣,目標(biāo)多肽(蛋白)得率較低。2)分子克隆得到cDNA序列,推導(dǎo)出氨基酸序列,氨基酸組成數(shù)目較少的多肽再通過(guò)化學(xué)合成得到蛋白,部分通過(guò)克隆表達(dá)得到文蛤多肽(蛋白),然后再分析其活性和功能;該方法可以避免天然文蛤多肽(蛋白)提取純化中的諸多不足。3)水解文蛤肉,然后分離純化鑒定,在抗氧化多肽、ACE抑制肽的制備中應(yīng)用較多,用酶催化水解文蛤蛋白,使整合在蛋白質(zhì)分子中的多肽序列釋放出來(lái),具有各種生物活性;酶水解包括使用單一酶或復(fù)合酶對(duì)蛋白進(jìn)行水解,其中利用復(fù)合酶水解蛋白時(shí)可采用順序加入或同時(shí)加入的方式進(jìn)行水解。

4 展望

文蛤資源豐富,主要分布于東南亞國(guó)家沿海一帶,其軟體部富含多種生物活性物質(zhì)而備受國(guó)內(nèi)外醫(yī)藥界的重視,目前研究已取得了豐碩的成果,但要進(jìn)一步推動(dòng)文蛤活性肽/蛋白開(kāi)發(fā)應(yīng)用尚存在一些需要解決的問(wèn)題:1)文蛤體內(nèi)活性物質(zhì)種類多,但對(duì)已發(fā)現(xiàn)的各種文蛤活性肽的作用機(jī)制、藥理作用及開(kāi)發(fā)應(yīng)用未能深入研究,僅對(duì)文蛤抗腫瘤肽進(jìn)行了深入研究,對(duì)其它成分及活性研究還不夠深入,如發(fā)現(xiàn)的幾十種文蛤多肽(蛋白),僅對(duì)文蛤溶菌酶的高級(jí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了解析;2)因?yàn)槲母蛏L(zhǎng)分布地域的特點(diǎn),研究者主要集中在中國(guó)和東南亞少數(shù)幾個(gè)國(guó)家,應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)國(guó)際合作,讓更多的國(guó)家和研究者參與進(jìn)來(lái),使文蛤基礎(chǔ)科學(xué)研究再上臺(tái)階;3)文蛤肉富含多種活性蛋白質(zhì)或多肽,貝殼中含有豐富的礦物元素,應(yīng)重視綜合利用;4)以文蛤作為傳統(tǒng)中藥和民間秘方為基礎(chǔ),加強(qiáng)文蛤藥物的開(kāi)發(fā)和市場(chǎng)推廣,并對(duì)文蛤作為中藥的抗病作用機(jī)制開(kāi)展進(jìn)一步探討。

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