植物源ACE抑制肽研究進展

茹佳 陳婷婷 劉乃禎 胡靜雯 李柔 李傲 李景 李黎

摘 要：目前治療高血壓藥物均存在一定副作用，而植物源ACE抑制肽成本低、資源豐富、安全性好等優(yōu)點，成為研究關(guān)注的焦點。該文綜述了植物源ACE抑制肽作用機制、制備方法、活性評價方法和國內(nèi)外最新研究進展，旨在為植物源ACE抑制肽的進一步開發(fā)和利用提供參考。

關(guān)鍵詞：植物源;ACE抑制肽;肽序列

中圖分類號 Q946.1 文獻標識碼 A文章編號 1007-7731（2021）12-0023-03

Research Progress of ACE Inhibitory Peptides from Plants

RU Jia et al.

（Department of the Food Engineering， Tianshi College， Tianjin 301700， China）

Abstract： At present， there are some side effects in the treatment of hypertension drugs. The ACE inhibitory peptides from plants have become the focus of researchers due to their low cost， abundant resources and good safety. In this paper， the mechanism of action， preparation methods， activity evaluation methods and the latest research progress at home and abroad of ACE inhibitory peptides from plants were reviewed in order to provide reference for the further development and utilization of ACE inhibitory peptides from plants.

Key words： Plants; ACE inhibitory peptides; Peptide sequence

植物源性蛋白質(zhì)可制備具有降壓效果的血管緊張素轉(zhuǎn)化酶（ACE）抑制肽，因其成本低、安全性好、無副作用，而成為研究熱點。近幾年國內(nèi)外研究學者，以大豆（粕）、玉米、棉籽、杏仁、核桃（粕）等[2-5]農(nóng)作物或農(nóng)作物副產(chǎn)品為原料，獲得了具有較好活性的ACE抑制肽。

1 ACE抑制肽作用機制

ACE是一種膜結(jié)合鋅金屬二肽酶，屬于糖蛋白，其廣泛分布于人體和血漿，存在3種不同的形式，均由同一基因編碼。第1種形式是體細胞ACE（somatic ACE，sACE），廣泛存在于各種組織，含有1306個氨基酸殘基，分子量為149.723KD，其結(jié)構(gòu)由5部分構(gòu)成，包括N端信號肽（1-30氨基酸殘基）、2個同源催化中心（N端和C端）、親脂跨膜區(qū)（1257-1276氨基酸殘基）和細胞內(nèi)結(jié)構(gòu)區(qū)域。第2種和第3種形式表達于睪丸組織和成熟的精子細胞中，稱為睪丸ACE（testic ACE，tACE），分別含732和739氨基酸殘基[6]。

人體血壓調(diào)節(jié)包括腎素血管緊張素系統(tǒng)（RAS）和激肽釋放酶-激肽系統(tǒng)（KKS），血管緊張素轉(zhuǎn)換酶（ACE）在血壓調(diào)節(jié)過程中扮演著2個角色，一方面它可以催化緩激肽的裂解，使之失活，而緩激肽是一種血管擴張劑;另一方面ACE可以使無活性的血管緊張素I的C-末端水解2個氨基酸后轉(zhuǎn)變成有活性血管緊張素Ⅱ，血管緊張素Ⅱ可以降低血液的流速，減少腎臟水分和鹽的分泌，會導致血管平滑肌收縮，引發(fā)高血壓。這方面都會造成人體血壓升高[7]，可知ACE在高血壓發(fā)生、發(fā)展過程中具有重要作用，因而ACE成為眾多降壓藥物作用的靶點。

食源性ACE抑制肽可通過抑制ACE的酶活性，達到降壓的效果。ACE抑制肽一方面可與ACE的活性位點競爭性結(jié)合[8]，阻止底物與之結(jié)合，從而抑制ACE酶活性，另一方面也可通過與其他位點結(jié)合，形成酶-抑制劑的復合物，改變ACE構(gòu)象，阻止其催化生成有活性血管緊張素Ⅱ，從而降低血壓。

2 植物源ACE抑制肽制備方法

ACE抑制肽的制備方法主要有直接提取法、酶解法、微生物發(fā)酵法、重組DNA法、化學合成法等，植物源ACE抑制肽制備較常用方法為酶解法。酶解法具有反應條件溫和、專一性高、水解程度容易控制，副產(chǎn)物少，不同酶作用位點不同可獲得不同抑制活性的ACE抑制肽等方面優(yōu)點，因而應用較多。用于植物源ACE抑制肽制備的酶有堿性蛋白酶、中性蛋白酶、復合蛋白酶、胰蛋白酶、風味蛋白酶、木瓜蛋白酶、菠蘿蛋白酶，其中堿性蛋白酶是在眾多研究者研究過程中最常用、效果較好的酶。如Zhu Z等[9]采用6種不同的蛋白酶水解杏仁蛋白，其中堿性蛋白酶所得產(chǎn)物ACE抑制率最高，為82±0.14%。Liu W等[10]采用堿性蛋白酶、木瓜蛋白酶、中性蛋白酶和胃蛋白酶水解芝麻粕，其中堿性蛋白酶水解液ACE抑制率最高。

也有少數(shù)研究者選用直接提取法和微生物發(fā)酵法。直接提取法主要應用于一些發(fā)酵食品，富含蛋白質(zhì)的植物原料在經(jīng)發(fā)酵后含有較強活性的ACE抑制肽，可以直接提取。提取法的原理為多肽在高濃度鹽溶液中凝聚并析出沉淀，選擇硫酸銨鹽析沉淀多肽，然后進行超濾獲得所需要的肽。例如Lau C C等[11]采用硫酸銨沉淀法獲取香菇中多肽，后聯(lián)合反相高效液相色譜和尺寸排阻色譜進行分離，得到ACE抑制肽。Moayedi A等[12]采用枯草芽孢桿菌發(fā)酵番茄渣，得到IC50值為1.5mg/mL的發(fā)酵產(chǎn)物，后應經(jīng)尺寸排阻色譜分離，MALDI-TOF質(zhì)譜分析，確定具有高ACE抑制活性肽的分子量范圍為500～800Da。

3 植物源ACE抑制肽活性評價方法

ACE抑制肽抑制活性評價方法目前主要采用體外檢測和動物實驗（體內(nèi)檢測）2種方法進行評價。

體外檢測有3種方法：可見光分光光度法、紫外分光光度法和高效液相色譜法，其中可見分光光度法因容易受到樣品干擾，不適用于蛋白質(zhì)水解物或ACE抑制肽的測定。紫外分光光度法和高效液相色譜法測定原理相同，都是依據(jù)ACE可酶解馬尿酰-組氨酰-亮氨酰（Hip-His-Leu）生成馬尿酸，當ACE酶活性受ACE抑制肽抑制后，其與Hip-His-Leu反應受抑制，生成馬尿酸減少，來判斷ACE抑制肽的抑制活性。植物源ACE抑制肽活性評價方法主要為紫外分光光度法和高效液相色譜法。

動物實驗有2種方法：一種是對已麻醉的大鼠靜脈注射六甲銨（降壓藥），以除去與腎素-血管緊張素無關(guān)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)的影響，再靜脈注射ACE抑制劑和ATI，測定大鼠血壓的變化量的來反映ACE抑制劑的作用。另一種方法是采用原發(fā)性高血壓鼠（spontaneously hypertensive rats，SHR）為實驗對象，通過測量其攝入ACE抑制劑前后的動脈收縮壓和舒張壓來反映ACE抑制劑的作用。如Ariza-Ortega等[13]使用3個不同大豆中分離得到的肽片段單次腹腔給藥SHR 2h后，其血壓降低。

4 植物源ACE抑制肽

植物性原料是天然ACE抑制肽的豐富來源，我國作為農(nóng)業(yè)大國，盛產(chǎn)富含蛋白質(zhì)的農(nóng)作物如大豆、花生、玉米、棉花等，還有堅果類、菌菇類食物，這些植物性原料富含蛋白質(zhì)且蛋白質(zhì)構(gòu)成各異。研究表明，當ACE抑制肽其C末端為疏水性氨基酸時，其ACE抑制活性較高[14]。植物蛋白富含與降血壓作用有關(guān)的纈氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、甲硫氨酸等疏水性氨基酸[15]，是制備ACE抑制肽的良好材料。Wen?Ying Liu[16]等采用堿性蛋白酶和中性蛋白酶酶解玉米蛋白粉，獲得小分子多肽產(chǎn)物，具有ACE抑制活性，其ACE的半抑制濃度為0.27±0.05mg/mL，通過液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法（LC–MS/MS）鑒定出12個多肽，Leu-Ser-Pro-Tyr、Leu-Asn-Ser-Pro-Ala-Tyr、Tyr-Gly-Pro-Gln、Pro-Tyr、Ala-Tyr-Pro-Glu、Thr-Tyr-Ser-Gly-Pro-Lys、Ala-Tyr-Pro-Gln、Leu-Ala-Tyr-Pro-Gln、Ala-Gln-Gln、Ser-Ala-Pro、Asn-Ala-Pro和Val-Asn-Ala-Pro。封張萍[17]等，采用胰蛋白酶酶解大米蛋白，獲得大米蛋白水解液ACE抑制率達75.17%。，經(jīng)測定其半抑制濃度為1.5710mg/mL，經(jīng)MALDI-TOF/TOF-MS分析鑒定活性肽的氨基酸序列Val-Pro-Phe-Arg-Pro（VPFRP）。近些年研究獲得的具有ACE抑制性的植物源ACE抑制肽序列見表1。

5 展望

隨著高血壓病患數(shù)量的增多，其高并發(fā)癥致殘和致死率，已成為我國家庭和社會的沉重負擔。植物源ACE抑制肽以其成本低、資源豐富、安全性好等優(yōu)點成為研究關(guān)注的焦點。目前對植物源ACE抑制肽研究仍停留在制備和結(jié)構(gòu)序列上，對其抑制作用機制研究較少。如何從資源豐富的植物原料中獲取高ACE抑制活性并具有開發(fā)價值的降壓肽依然需要進一步的研究。相信隨著代謝組學、蛋白質(zhì)組學和全基因組學技術(shù)的興起，會帶動植物源ACE抑制肽作用機制的更深入研究，從而解決目前臨床應用的ACE抑制肽較少的情況。植物源ACE抑制肽在我國存在著天然的資源優(yōu)勢，其未來發(fā)展前景廣闊，存在巨大潛力。

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