生物活性硒肽的研究進(jìn)展

賈 蕾，向極釬，殷紅清，何 慧，侯 燾,*

（1.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖北 武漢 430070；2.恩施土家族苗族自治州農(nóng)業(yè)科學(xué)院，湖北 恩施 445000）

硒是人體所必需的微量元素之一，有著重要的生理功能[1]，也是組成具有抗氧化活性的硒蛋白的必需成分，如谷胱甘肽過氧化物酶（glutathione peroxidase，GPx）、硫氧還蛋白還原酶（thioredoxin reductase，TrxR）、脫碘酶（iodothyronine deiodinases，DIOs）等[2]。 近年來，硒的營養(yǎng)價值引起廣泛關(guān)注，市場上出現(xiàn)了不少富硒產(chǎn)品，例如富硒酵母、富硒玉米、富硒茶等。同時，研究人員也對硒及其衍生物進(jìn)行了更加深入的研究，主要集中在膳食硒與人體健康的關(guān)系、硒蛋白的合成及發(fā)揮作用的機(jī)制、硒的代謝研究等多個方面，并取得了一定成果[3-6]。

生物活性肽以高親和力、特異性和促進(jìn)健康的高效性而著稱，隨著消費(fèi)者健康意識的增強(qiáng)，食源性生物活性肽成為功能性食品和營養(yǎng)保健品的重要組成部分[7-8]，使得活性多肽類物質(zhì)的研究成為一個活躍領(lǐng)域。生物活性硒肽來源廣泛，不僅可從含硒動植物蛋白及微生物蛋白中獲取，也可人工合成，具有極大的開發(fā)潛力和應(yīng)用價值。多年來，對于硒肽的研究多集中于硒肽制備及分離純化等方面[9-10]，對于其生理活性及其發(fā)揮作用機(jī)制的探討以及氨基酸結(jié)構(gòu)組成序列的研究較少。

本文主要對硒的生物學(xué)功能及其吸收、代謝進(jìn)行簡要的概述，并對近年來生物活性硒肽研究的相關(guān)熱點(diǎn)問題，如硒肽的制備、生理活性、氨基酸序列等進(jìn)行綜述，以期為硒及生物活性硒肽在食品、藥品、醫(yī)療等多個方面的開發(fā)應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。

1 硒的生物學(xué)功能

硒是人體、動物體以及多種微生物體中各種重要生物學(xué)功能所必需的元素，以硒代半胱氨酸（selenocysteine，SeC）的形式摻入硒蛋白中發(fā)揮生理活性[11]。近年來，微量元素硒對人體生長和代謝的積極作用已被廣泛證實(shí)，大量研究表明硒是大量硒依賴蛋白質(zhì)（如GPx，TrxR，DIO等）所必需的元素，這些物質(zhì)在大多數(shù)生物體內(nèi)均表現(xiàn)出氧化還原酶的功能[12]，此外，硒也被證實(shí)具有抗氧化[13]、抗炎[14]、抗病毒[15]、提高機(jī)體免疫力[16]、調(diào)節(jié)情緒[17]、預(yù)防心腦血管疾病[18]及神經(jīng)退行性疾病[19]（如阿爾茨海默癥）等生理功能。

硒的可用資源在世界范圍內(nèi)有限且其分布不均勻，據(jù)估計(jì)，全世界有一億到十億人缺硒[20]，缺硒將導(dǎo)致克山病以及心肌疾病等[21]。而硒的過度攝入則會導(dǎo)致硒中毒，其中毒機(jī)理尚不完全清楚，主流觀點(diǎn)認(rèn)為硒可以代替某些含硫氨基酸（如Met、Cys）中的硫，抑制組織呼吸酶活性，并可以降低組織中的谷胱甘肽（glutathione，GSH）水平，抑制某些硫氫化酶的活性；也有觀點(diǎn)認(rèn)為高硒水平具有促氧化作用，有助于機(jī)體內(nèi)活性氧的產(chǎn)生[22]。硒中毒的主要癥狀是嘔吐、腹瀉、惡心以及呼吸中的大蒜味，甚至是內(nèi)分泌失調(diào)、心臟及肝中毒等[23]。同時，硒攝入超標(biāo)也被證實(shí)是越來越多的流行病學(xué)的誘因，如促進(jìn)肥胖、胰島素抵抗和2型糖尿病的發(fā)生、發(fā)展等[24]。

硒的有益或毒性作用不僅是劑量依賴性的，并且與其生物化學(xué)形式及生物利用度有關(guān)，諸如SeC、硒代蛋氨酸（selenomethionine，SeM）和硒甲基硒代半胱氨酸等有機(jī)硒化合物的毒性比無機(jī)硒的毒性小，且其生物利用度要優(yōu)于無機(jī)硒化合物，對環(huán)境更友好[25-26]。近年來，隨著硒營養(yǎng)和生物活性肽研究的深入，發(fā)現(xiàn)生物活性硒肽是有機(jī)硒的重要來源之一，已有研究表明源自多種食品的生物活性肽通常具備易于吸收、敏感性低、營養(yǎng)價值高、生物利用度高、副作用少的特點(diǎn)[27-28]。因此，補(bǔ)充生物活性硒肽可能是安全有效的補(bǔ)硒方法，關(guān)注其來源、分離檢測手段以及生物活性等不僅有利于硒營養(yǎng)的深入研究，充分發(fā)揮硒的有益生理活性，而且對于提高國民整體健康水平具有重要意義。

2 硒元素的吸收、代謝研究

人體內(nèi)硒的吸收代謝途徑尚未被完全探明。普遍認(rèn)為，膳食是硒的主要來源，食物中含有的幾種硒在被人體攝食后通常會在腸道中被很好地吸收（吸收率在50%～100%之間），但硒的生物利用度與硒來源、人群營養(yǎng)狀況、硒化物形式有關(guān)，且不同硒化物吸收機(jī)理不同，其生物利用度也不同[29-30]。因?yàn)槲哂信c硫相似的理化性質(zhì)，故可在某些反應(yīng)中將硫化物中的硫替換為硒，SeM與蛋氨酸（Met）有相同的吸收途徑，即通過中性氨基酸的攝取吸收機(jī)制，一般依賴Na+機(jī)制穿過小腸壁；硒酸鹽則是通過主動吸收穿過小腸壁，亞硒酸鹽通過被動吸收穿過小腸壁；SeC和亞硒酸鹽則不會被通過主動轉(zhuǎn)運(yùn)而吸收，并且不受類似硫化物的影響，而是通過簡單的擴(kuò)散吸收[31]。

硒的代謝途徑如圖1所示，人體通過膳食獲取的含硒化合物通過不同的生物化學(xué)反應(yīng)在體內(nèi)轉(zhuǎn)化、代謝，硒化氫（H2Se）可視作無機(jī)硒和有機(jī)硒化合物代謝的中心物質(zhì)。H2Se可以通過膳食硒轉(zhuǎn)化而來，膳食硒則包括無機(jī)硒和有機(jī)硒。膳食中無機(jī)硒主要包括硒酸鹽和亞硒酸鹽，硒酸鹽可以通過ATP酶促活化形成5’-硒磷酸鹽腺苷，然后通過GSH進(jìn)行非酶還原轉(zhuǎn)化為亞硒酸鹽[32]， 而亞硒酸鹽既可在TrxR的直接作用下轉(zhuǎn)化為硒化氫，也可以在GSH及GPx的作用下依次轉(zhuǎn)化為含硒二谷胱甘肽和谷胱甘肽硒化物，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為H2Se[33]；膳食中有機(jī)硒主要包括SeM和SeC，SeM不僅能夠通過胱硫醚γ-裂解酶非特異性地轉(zhuǎn)化為甲基硒醇后再去甲基化生成H2Se，而且能夠通過轉(zhuǎn)硫途徑生成中間產(chǎn)物SeC，SeC則可被硒代半胱氨酸裂解酶分解產(chǎn)生H2Se[35]。H2Se則向兩個方向繼續(xù)轉(zhuǎn)化，其一是在ATP和硒磷酸合成酶的作用下轉(zhuǎn)化為硒磷酸鹽，用于生成硒蛋白[36]；其二是轉(zhuǎn)化為硒糖、甲基硒化物、二甲基硒化物、三甲基硒鎓離子等，通過尿液、糞便和呼吸排出體外[37]。

圖1 硒的代謝途徑[32-37]Fig.1 Metabolic pathways of selenium[32-37]

3 生物活性硒肽

3.1 硒肽的制備

目前，制備天然富硒肽的原材料種類繁多，已從富硒大豆[38]、富硒玉米[39]、富硒酵母[40]中分離并鑒定了含硒肽。同時，為了更好地開發(fā)利用硒資源和提高藥用植物的價值，研究人員以堇葉碎米薺為原料提取出了含硒肽，并且從碎米薺中分離所得的硒肽含硒量要比其他植物高[41]， 這是因?yàn)檩廊~碎米薺是超富硒植物，其苗葉期的含硒量超過了國際上的超富硒植物的含硒臨界標(biāo)準(zhǔn)（1 000 mg/kg）， 遠(yuǎn)高于富硒酵母、富硒大豆、富硒小麥[42]。

酶促水解是從蛋白質(zhì)中獲取肽最為常見的一種策略，天然富硒肽也多通過酶促水解從蛋白質(zhì)中獲得。制備天然富硒肽首先要從合適的材料中提取含硒蛋白質(zhì)，堿溶酸沉（等電點(diǎn)沉淀法）是當(dāng)前較為常見的含硒蛋白分離方案，田敏爵等[43]利用堿溶酸沉法探究了富硒猴頭菌中含硒蛋白提取的最佳工藝條件，張玉鳳[44]在利用堿溶酸沉法獲取富硒魔芋蛋白的基礎(chǔ)上研究了該含硒蛋白的抗氧化性能，F(xiàn)ang Yong等[45]研究了富硒大米中硒的分布，發(fā)現(xiàn)堿溶性的谷蛋白中硒含量最高，并成功利用堿溶酸沉法獲取了含硒蛋白質(zhì)。其次是選擇合適的蛋白酶以水解度、硒含量等指標(biāo)優(yōu)化含硒蛋白水解工藝，水解酶往往是選擇各種市售蛋白酶，包括木瓜蛋白酶、堿性蛋白酶、胰蛋白酶、復(fù)合蛋白酶等。例如，為了從富硒茶中分離抗氧化性能良好的硒肽，以清除自由基能力為指標(biāo)，從多種商業(yè)蛋白酶篩選出木瓜蛋白酶用于水解富硒茶蛋白，并通過單因素試驗(yàn)和響應(yīng)面優(yōu)化了酶解條件[46]。在某些情況下，可將兩種或兩種以上蛋白酶結(jié)合使用以生產(chǎn)所需的富硒肽，程天德[38]和陳里[10]相繼利用枯草芽孢桿菌蛋白酶、木瓜蛋白酶混合水解富硒大豆蛋白、富硒酵母蛋白而分別獲得了分子質(zhì)量小于1 000、13 000 Da且生物性能良好的含硒肽。

隨著生物信息學(xué)技術(shù)、基因工程和蛋白質(zhì)化學(xué)修飾技術(shù)的快速發(fā)展，為了滿足市場的需求、最大程度地發(fā)揮 生物活性肽的價值，人工合成硒肽也陸續(xù)出現(xiàn)。目前， 文獻(xiàn)報道的人工合成硒肽多以天然的GPx和超氧化物歧化酶（superoxidant dismutase，SOD）活性中心結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，采用基因工程方法制備的人工模擬酶，兼具了GPx和SOD抗氧化雙酶的活力。例如，以天然金屬為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的含硒65肽（Se-CuZn-65P）[47]。而Se-CuZn-65P難以進(jìn)入細(xì)胞發(fā)揮作用，為了解決這一問題，一種包含了細(xì)胞穿透肽的含硒化合物也被成功合成[48]，并通過單蛋白生產(chǎn)與大腸桿菌的半胱氨酸輔助營養(yǎng)雙表達(dá)系統(tǒng)相結(jié)合對其進(jìn)行了表達(dá)[49]。

近年來，由于微量金屬元素與氨基酸/小肽螯合物有利于提高微量元素生物學(xué)效價[50]，通過螯合修飾將無機(jī)硒轉(zhuǎn)化為有機(jī)硒，以提高硒元素利用率和安全性的新方法逐漸在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)應(yīng)用。有以來源于魚類的分子質(zhì)量小于3 000 Da的肽[51]、靈芝肽[52]、玉米低聚肽[53]為主體，分別與亞硒酸鹽螯合后得到了抗氧化性能良好的硒-肽螯合物，此外，為了探究硒與肽的螯合機(jī)制及螯合位點(diǎn)的數(shù)量，硒螯合豌豆寡肽被成功合成，并發(fā)現(xiàn)硒與豌豆寡肽的酰胺結(jié)構(gòu)螯合引起了蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變和價電子躍遷，兩者的螯合位點(diǎn)在N和O附近，Se4+可以提供4d的空軌道，而N和O提供孤對電子占據(jù)空軌道，從而形成配位鍵[54]。

雖然制備天然富硒肽效率低、耗時耗能，在未來的工業(yè)生產(chǎn)中需要克服多種困難，但其活性穩(wěn)定、生物安全性高、選擇性好、特異性高[55-56]，并且探究天然富硒肽的結(jié)構(gòu)及活性是人工合成硒肽的前提，對天然富硒肽功能性肽段的挖掘及其構(gòu)效關(guān)系的研究能豐富硒肽數(shù)據(jù)庫，為未知硒肽的酶切位點(diǎn)、功能預(yù)測提供基礎(chǔ)。人工合成硒肽則與天然富硒肽不同，制備速度快、周期短、效率高是它的巨大優(yōu)勢，但仍然存在著合成技術(shù)不成熟、生產(chǎn)成本高、缺少系統(tǒng)性的安全評估以及臨床實(shí)驗(yàn)等不足。同時，硒肽螯合物的螯合率和產(chǎn)物得率均較低，在工業(yè)上進(jìn)行量產(chǎn)并沒有顯著優(yōu)勢。故在未來幾年，研究人員對于硒肽的探究仍會以天然富硒肽為主，而在現(xiàn)有天然富硒肽制備工藝的基礎(chǔ)上，利用超聲和微波輔助技術(shù)提高蛋白的產(chǎn)量，從而提高硒肽的得率是值得考慮的解決富硒肽生產(chǎn)效率低的方法。

3.2 硒肽的生物活性

硒營養(yǎng)和生物活性肽的開發(fā)一直以來都是營養(yǎng)學(xué)中的熱點(diǎn)問題，多種來源硒肽的成功制備也為探究硒肽特有的生物活性、開發(fā)新型保健產(chǎn)品提供了條件。目前，對于硒肽的研究一直處于確定其生理功能的初級階段，而對其生理機(jī)制尚未展開探究。而肽的特征結(jié)構(gòu)是影響其活性的主要因素，普遍認(rèn)為肽的生物活性與肽序列、肽鏈長度、分子質(zhì)量、疏水性和氨基酸組成等因素之間有著密切聯(lián)系[57]，開發(fā)數(shù)據(jù)模型來統(tǒng)計(jì)分析化合物的活性和預(yù)測高活性結(jié)構(gòu)已逐步開始應(yīng)用，例如定量構(gòu)效關(guān)系模型等[58-59]。

3.2.1 抗氧化作用

有氧生物的呼吸作用而形成的活性氧、自由基可以與體內(nèi)的其他基團(tuán)和物質(zhì)迅速反應(yīng)，致使細(xì)胞和組織損傷使機(jī)體出現(xiàn)衰老、細(xì)胞凋亡和某些嚴(yán)重疾?。ㄈ绨┌Y、阿爾茨海默癥、動脈粥樣硬化等）[60-61]，而抗氧化劑可以中斷氧化和供氫的自由基鏈，防止氧化鏈反應(yīng)，從而形成穩(wěn)定的不引發(fā)或致使脂質(zhì)或蛋白質(zhì)氧化的自由基。因此，抗氧化劑的存在在維持機(jī)體平衡、改善人體健康等方面發(fā)揮著重要作用。硒肽的生物效應(yīng)是多方面的，其中最重要的、研究最多的是抗氧化活性，尤其是衍生自天然食物蛋白的許多抗氧化硒肽受到了相當(dāng)大的關(guān)注。

目前，尚未開發(fā)出專門用于測定肽或肽混合物抗氧化能力的測定方法或?qū)⑵錁?biāo)準(zhǔn)化，基于化學(xué)反應(yīng)的體內(nèi)外測定方法則被廣泛應(yīng)用于表征部分純化的肽和/或單個肽的抗氧化效果。其中，氧自由基吸收能力測定法、總自由基捕獲抗氧化劑參數(shù)法以及其他自由基（如羥自由基（·OH）、超氧陰離子自由基（O2-·）、2,2’-聯(lián)氮-雙(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)（2,2’-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid)，ABTS）陽離子自由基、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）自由基）清除法等體外抗氧化方法應(yīng)用最為普遍[62-63]。Li Canpeng等[64]對硒化卵清蛋白經(jīng)胰蛋白酶消化后分離鑒定出的含硒肽進(jìn)行ABTS陽離子自由基清除活性、羥自由基清除活性和還原力測定，得出該含硒肽具有較高的抗氧化能力的結(jié)果，并指出硒化卵清蛋白的抗氧化活性增強(qiáng)是硒和蛋白質(zhì)的熔融小球構(gòu)象所致；Liu Kunlun等[65]利用堿性蛋白酶有效水解從富硒糙米分離出的含硒蛋白質(zhì)而獲得抗氧化硒肽，該硒肽對于DPPH自由基、·OH和O2-·具有強(qiáng)清除活性，表明該物質(zhì)可作為天然食品來源的抗氧化劑。為了進(jìn)一步開發(fā)利用恩施堇葉碎米薺，對該碎米薺不同提取物（碎米薺堿提取物、碎米薺富硒蛋白、碎米薺富硒多肽）的抗氧化活性進(jìn)行了考察，并且將其不同的提取物與等量富硒酵母、無機(jī)硒和非富硒多肽與無機(jī)硒混合物進(jìn)行了抗氧化能力的比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)等量硒的情況下，碎米薺富硒多肽的抗氧化能力優(yōu)于其他含硒物質(zhì)，且有機(jī)硒清除自由基的能力優(yōu)于無機(jī)硒[41]。

硒肽的體內(nèi)抗氧化機(jī)制（基于活性氧的產(chǎn)生和代謝途徑）如圖2所示。一方面，硒肽是特殊的含硒有機(jī)物，不同于只具備抗氧化活性的肽，硒元素有很強(qiáng)的親核特性、電子轉(zhuǎn)移能力，可與活性氧反應(yīng)并因此被氧化生成Se—O化合物，而Se—O化合物可迅速被還原，即硒既能迅速被氧化又被快速還原，具備抗氧化的能力[66]。另外，肽本身具有抗氧化活性，但是關(guān)于肽發(fā)揮體內(nèi)抗氧化作用的分子機(jī)制沒有系統(tǒng)研究，有研究發(fā)現(xiàn)，低分子質(zhì)量肽 可上調(diào)SOD和GPx基因表達(dá)，增強(qiáng)兩種酶活性[67]，也有觀點(diǎn)認(rèn)為肽在體內(nèi)直接充當(dāng)活性氧清除劑，但有待論證。另一方面，如圖2所示，O2-由專門的酶（如黃嘌呤氧化酶、煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（reduced form of nicotinamide adenine dinucleotide phosphate，NADPH）氧化酶）催化產(chǎn)生或者作為細(xì)胞代謝（如線粒體電子傳輸鏈）的副產(chǎn)物，經(jīng)SOD作用后轉(zhuǎn)化為H2O2，其中，硒依賴性GPx則可以降低活性氧代謝產(chǎn)物H2O2以及氫過氧化物的水平，從而保護(hù)細(xì)胞免受氧化損傷[68]，因此硒肽可作為硒酶如GPx等的硒元素供體，通過提高酶的抗氧化活性間接發(fā)揮其抗氧化活性。

圖2 硒肽基于活性氧的產(chǎn)生和代謝途徑的體內(nèi)抗氧化機(jī)制Fig.2 Antioxidant activity and underlying mechanism of seleniumcontaining peptides

此外，有研究顯示，分子質(zhì)量范圍在1 000～5 000 Da的低分子質(zhì)量級肽的抗氧化活性更好，肽序列中含有疏水性氨基酸（如Val、Leu）、芳香族氨基酸（如Trp、Tyr）、親核的含硫氨基酸（Cys、Met）等均有利于提高肽的抗氧化活性[63,69]。而SeC是氧化還原性酶GPx的活性中心，在硒肽、硒蛋白等多種有機(jī)硒化合物的抗氧化活性方面發(fā)揮著重要作用[70-71]，這就表明硒肽的抗氧化作用與其氨基酸組成密切相關(guān)，它能在體內(nèi)代謝后成為GPx的合成材料，提高生物體的抗氧化能力。

3.2.2 降血壓作用

高血壓的控制可以通過多種相互關(guān)聯(lián)的代謝途徑進(jìn)行，迄今為止研究最多的是腎素-血管緊張素系統(tǒng)對血管緊張素轉(zhuǎn)化酶（angiotensin-converting enzyme，ACE）的抑制作用。腎素-血管緊張素系統(tǒng)中，血管緊張素原被腎素生成的血管緊張素I裂解，進(jìn)而被ACE水解生成血管緊張素II，血管緊張素II通過與1型受體和2型受體結(jié)合來介導(dǎo)其作用，導(dǎo)致血管的收縮。此外， ACE可將血管舒張劑緩激肽水解成無活性的片段，導(dǎo)致血管擴(kuò)張不足[72-73]。

控制血壓的大多數(shù)策略都涉及通過食物衍生的肽抑制ACE活性，從而減少血管緊張素II生成和緩激肽失活，使血壓降低[74]。近年來，陸續(xù)從富硒螺旋藻[75-76]、富硒大豆[77]、富硒茶[78]中也分離鑒定出具有抑制ACE活性的含硒肽，發(fā)現(xiàn)多種酶水解富硒螺旋藻蛋白獲得的硒肽對ACE活性的抑制率高達(dá)89.47%，富硒大豆低聚肽的降血壓效果是硒與肽協(xié)同作用的效果，富硒茶來源的硒肽抑制ACE的能力優(yōu)于等量不含硒的同源ACE抑制肽。

此前，有報道指出肽結(jié)構(gòu)中的Pro順反式異構(gòu)體、疏水性氨基酸的位置、肽序列的分子質(zhì)量均會影響降壓肽的ACE抑制效果，其中Pro的反式結(jié)構(gòu)、C-末端殘基為疏水性氨基酸和帶正電荷的氨基酸、分子質(zhì)量低（二肽和三肽）的肽均能提高降壓肽的ACE抑制活性[79]。而目前對降壓硒肽的結(jié)構(gòu)研究較少，無法得知硒肽是否有如上特征，而且有研究指出長期暴露于高硒環(huán)境中會增加高血壓的發(fā)病率[80]，因此，對硒肽構(gòu)效關(guān)系及量效關(guān)系的研討是今后研究ACE抑制硒肽的重點(diǎn)。

3.2.3 肝臟保護(hù)作用

硒及硒蛋白與肝臟健康有著密切關(guān)系。調(diào)查研究顯示，肝癌的發(fā)病率在世界范圍內(nèi)存在地理差異，其原因可能是不同地區(qū)人群血清/血液中硒的濃度不同[19]，而且流行病學(xué)證據(jù)也表明了高硒攝入能夠有效降低患肝癌的風(fēng)險[81]。

近年來，陸續(xù)有學(xué)者針對硒肽的保肝作用展開了研究。高脂飲食誘導(dǎo)的肝損傷模型中，喂食大鼠富硒大豆肽（selenium-biofortified soybean peptides，SSPs）10 周，能提高其肝臟及血清中SOD、GPx的活性，降低丙二醛的含量，從而改善高脂小鼠的抗氧化能力，抑制脂質(zhì)過氧化反應(yīng)，防止脂肪肝的形成[82]；半刀豆球蛋白A誘導(dǎo)的小鼠肝損傷模型中，硒生物強(qiáng)化玉米肽顯著提高了肝臟中SOD和GPx的活性，降低了丙二醛含量，抑制了腫瘤壞死因子-γ、腫瘤壞死因子-α等炎癥因子的分泌，從而防止肝炎的發(fā)生[83]；四氯化碳（CCl4）誘導(dǎo)的大鼠肝纖維化模型中，SSPs抑制了肝臟中α平滑肌肌動蛋白合成，促進(jìn)基質(zhì)金屬蛋白酶9的mRNA表達(dá)，抑制肝纖維化，此外，在該肝損傷模型中也觀察到SSPs增加GSH和GPx活性的 現(xiàn)象[84]。合理推測，硒肽的抗氧化作用在其發(fā)揮保肝活性時發(fā)揮著重要作用，具體機(jī)制需要進(jìn)一步的研究。此后，為了明確SSPs抗肝臟纖維化的作用機(jī)理，相關(guān)研究人員展開了體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)對其進(jìn)行探究。研究表明，SSPs可能通過抑制轉(zhuǎn)化生長因子-β/白細(xì)胞抑制因子7途徑和加速HSC-T6細(xì)胞凋亡來防止肝細(xì)胞凋亡以及肝臟纖維化[85]。

3.2.4 免疫調(diào)節(jié)活性

免疫調(diào)節(jié)劑是可以通過改變免疫系統(tǒng)的任何部分（包括免疫系統(tǒng)的先天和適應(yīng)性功能類別）來增強(qiáng)、減少 或改變免疫應(yīng)答的任何物質(zhì)，研究發(fā)現(xiàn)飲食成分調(diào)節(jié)免疫功能是一種有效且高效的策略，尤其是來源于食物蛋白的免疫調(diào)節(jié)肽為飲食干預(yù)免疫系統(tǒng)提供了更多可能[86]。

近年來，陸續(xù)發(fā)現(xiàn)不同來源的硒肽在免疫調(diào)節(jié)方面同樣具有顯著效果，揭示了硒肽有成為調(diào)節(jié)免疫功能食品的巨大潛力。分子質(zhì)量低于1 000 Da的富硒大米肽經(jīng)鑒定可通過降低氧化應(yīng)激水平和增加細(xì)胞中抗氧化劑SOD、GSH的活性來保護(hù)細(xì)胞，保護(hù)PC12和RAW264.7細(xì)胞免受神經(jīng)毒性[87]；富硒大米蛋白水解物經(jīng)細(xì)胞實(shí)驗(yàn)、巨噬細(xì)胞增殖和吞噬作用實(shí)驗(yàn)得出具有抗氧化和免疫調(diào)節(jié)活性后，在富硒大米蛋白水解肽中篩選出的免疫調(diào)節(jié)肽中，發(fā)現(xiàn)了兩種先前未見報道的含硒肽序列SeMDPGQQ、TSeMMM，并指出富硒大米蛋白水解肽免疫調(diào)節(jié)活性與含硒肽結(jié)構(gòu)中的SeMet序列密切相關(guān)[88-89]；人工合成硒肽也被證實(shí)能有效提高脂多糖誘導(dǎo)的小鼠腹腔巨噬細(xì)胞的相對活力，增強(qiáng)細(xì)胞的吞噬能力，降低一氧化氮（NO）和H2O2的分泌水平[90]。

有研究指出具有免疫調(diào)節(jié)作用的食源性衍生肽的肽鏈較短（2～10 個殘基），在N—或C—末端的精氨酸是一些免疫調(diào)節(jié)肽的共同結(jié)構(gòu)，而且疏水氨基酸（如Gly、Val、Leu、Pro等）最常存在于具有免疫調(diào)節(jié)作用的 肽中[91]。硒肽生物活性的研究中，在一定程度上關(guān)注了結(jié)構(gòu)對于其免疫調(diào)節(jié)活性的影響，但仍處于對其結(jié)構(gòu)的鑒定階段，并沒有開展系統(tǒng)性的分析和深層次的挖掘。

3.2.5 其他

除了上述生理活性之外，對硒肽的生理功能的研究還有其他發(fā)現(xiàn)。大豆硒肽經(jīng)證實(shí)具有排鉛保健作用，鉛中毒的小鼠模型在飲用質(zhì)量濃度200～800 mg/L的大豆硒肽水溶液后，其體內(nèi)多種器官中的鉛含量均有所下降[92]， 而硒和鉛之間的親和力很強(qiáng)，硒肽的排鉛效果可能是由于硒/鉛化合物的形成，該化合物可被動物體自然清除。富硒玉米肽被證實(shí)有醒酒活性，通過體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)其醒酒活性良好且其醒酒能力優(yōu)于等劑量普通玉米肽[93]。適量的人工合成硒肽經(jīng)動物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)具有在動物體內(nèi)穩(wěn)定降低血糖的作用，且其降血糖效果優(yōu)于注射胰島素，并維持了肝組織的氧化還原平衡[94]。

4 硒肽與不含硒同源肽的生物活性的比較研究

硫（S）與硒[95]、尿嘧啶的含硫和含硒類似物[96]、硒酶和硫酶[97]等的抗氧化活性的比較研究均已報道，其中，Se和S這兩種硫?qū)僭卦谘趸€原化學(xué)中表現(xiàn)出較大的差異，Reich等[66]認(rèn)為造成這種差異的原因主要是Se無法形成所有類型的π鍵，與S相比，Se的親核特性更強(qiáng)，與活性氧反應(yīng)時速度快，這也意味著Se-O鍵缺少π鍵特征，Se-O化合物與S-O化合物相比更易被還原。Mishra等[98]在對比SeM和Met的單電子氧化自由基的反應(yīng)中發(fā)現(xiàn)羥自由基與SeM和Met的初始反應(yīng)相似，但SeM單體自由基陽離子的較高穩(wěn)定性和較低的氧化還原電勢也會改變反應(yīng)路徑，并且形成的產(chǎn)物更易于發(fā)生氧化還原反應(yīng)，故SeM具有比Met更好的抗氧化活性，并通過循環(huán)伏安法研究以及與疊氮基的反應(yīng)對其進(jìn)行了驗(yàn)證。然而，目前對于硒肽和不含硒的同源肽之間生物活性的比較研究較少，主要集中于抗氧化活性方面。

有研究學(xué)者以富硒糙米為原料制備含硒肽SeMet-Pro-Ser（Se-MPS），通過測量自由基和活性氧的清除能力、鉻的還原能力、肌紅蛋白的保護(hù)和脂質(zhì)過氧化的抑制能力來評判其與不含硒的同源肽Met-Pro-Ser（MPS）之間的抗氧化能力的差異及相關(guān)機(jī)理，結(jié)果顯示Se-MPS相較于MPS的氫原子轉(zhuǎn)移能力更強(qiáng)，MPS中的Ser和Se-MPS中的Se對兩種肽的抗氧化能力起到關(guān)鍵作用，且硒和肽對抗氧化活性具有協(xié)同作用[99]。王馳等[100]在利用老齡小鼠模型和HePG2細(xì)胞模型探究富硒玉米肽（seleniumcorn peptides，SeCPs）抗氧化活性的同時，也對比了SeCPs與其不含硒的同源肽（普通玉米肽）、甲基硒代半胱氨酸（MeSeCys）及SeCPs和MeSeCys混合物之間的抗氧化能力，結(jié)果顯示SeCPs的整體抗氧化能力優(yōu)于普通玉米肽，在硒含量相同的情況下，SeCPs的抗氧化效果 優(yōu)于富硒氨基酸，說明硒在玉米肽發(fā)揮抗氧化活性中起重要作用。

然而，除了Se-MPS和MPS抗氧化能力的對比實(shí)驗(yàn)外，其余實(shí)驗(yàn)僅關(guān)注硒肽與不含硒同源肽抗氧化能力的強(qiáng)弱，對其背后機(jī)理的挖掘均不夠深入，故針對不同來源的硒肽與不含硒的同源肽生理活性之間的差異以及相關(guān)機(jī)制仍有非常大的探究空間，這對于進(jìn)一步研究硒肽的生理功能具有重要意義。

5 硒肽的結(jié)構(gòu)

生物活性肽的生理功能隨著氨基酸組成的不同以及氨基酸排列順序的不同而發(fā)生改變，而且硒肽序列一旦確定，就可以人工合成硒肽，并驗(yàn)證其生理活性，在必要時可進(jìn)行其他表征。因此，確定肽序列對于研究硒肽的構(gòu)效關(guān)系有著重要作用。

質(zhì)譜法具有高精度、高靈敏度、高性價比和高通量的特點(diǎn)，是肽組學(xué)的基礎(chǔ)工具，可用于肽檢測并對其進(jìn)行定量、定性分析，電噴霧電離-質(zhì)譜法、基質(zhì)輔助激光解吸電離-飛行時間質(zhì)譜法、表面增強(qiáng)激光解吸電離-飛行時間質(zhì)譜法等多種技術(shù)現(xiàn)都已廣泛應(yīng)用于肽組學(xué)中肽段的大規(guī)模分析。但由于肽所處的環(huán)境較為復(fù)雜，在質(zhì)譜分析前，對樣品分離以提高鑒定數(shù)量必不可少，而高效液相色譜法常用于質(zhì)譜分析前的分離步驟，為了提高 分離效率，離子對反相色譜法、強(qiáng)陽離子交換色譜法等預(yù)分離技術(shù)也會根據(jù)研究對象的不同而應(yīng)用[101-102]。通常使用軟件或者軟件和手動計(jì)算組合的方法從串連質(zhì)譜中分析肽序列，一些研究人員還搜索數(shù)據(jù)庫以確定他們鑒定出的肽序列是否新穎，例如BIOPEP數(shù)據(jù)庫和Metlin代謝組數(shù)據(jù)庫[103]。

近年來，隨著越來越多不同來源、不同活性硒肽的成功制備，對其肽序列的鑒定也愈發(fā)受到關(guān)注，有研究先后從來源玉米的富硒肽中鑒定得到了多個含硒肽段[84,104]， 也有研究對來源于富硒糙米[65]、富硒大米[89]的天然富硒肽，硒螯合肽[54]和其他多種人工合成硒肽[105-107]的序列進(jìn)行了鑒定。不同來源硒肽的生理活性、肽序列及肽序列檢測鑒定方法如表1所示。

表1 不同來源硒肽的生理活性、肽序列及肽序列檢測鑒定方法Table 1 Physiological activities and amino acid sequences of seleniumcontaining peptides from different sources and methods use for their identification

蛋白質(zhì)組學(xué)中，常利用基質(zhì)輔助激光解吸電離-飛行時間質(zhì)譜法和電噴霧電離質(zhì)譜法鑒定含硒肽和蛋白質(zhì)，從分子水平上了解硒形態(tài)[108]。目前，多項(xiàng)研究表明色譜分離與電感耦合質(zhì)譜對于硒種類的鑒定具有靈敏性，不同種類的色譜儀與電感耦合等離子質(zhì)譜儀結(jié)合用作檢測器，例如體積排阻色譜-等離子體質(zhì)譜、高效液相色譜-等離子體質(zhì)譜法已被用于評估不同含硒有機(jī)物中硒的 種類[109]。其中高效液相色譜-等離子體質(zhì)譜法的應(yīng)用廣泛最為廣泛，歸功于其檢測限低、靈敏度較高，但鑒定肽序列的準(zhǔn)確性取決于色譜峰與樣品的匹配度，在富含基質(zhì)的樣品中會出現(xiàn)多原子干擾和基質(zhì)效應(yīng)，在應(yīng)用時仍然存在一定的局限性。如表1所示，不同生物活性硒肽的肽序列不同，鑒定方法也不再僅僅局限于高效液相色譜-等離子體質(zhì)譜法，更多高效的分離檢測方法也逐漸得到應(yīng)用。

此外，由于目前已知的具有活性的硒肽結(jié)構(gòu)較少，無法針對其進(jìn)行構(gòu)效關(guān)系研究或者建立相關(guān)數(shù)據(jù)庫，因此，今后的研究要開發(fā)更加快速、精準(zhǔn)的鑒定方法，并開展更多的構(gòu)效關(guān)系研究，通過研究硒肽的結(jié)構(gòu)特征更好地理解和預(yù)測其生理活性，并建立數(shù)據(jù)模型用于設(shè)計(jì)、優(yōu)化具有高生物活性的分子結(jié)構(gòu)。

6 結(jié) 語

近年來，隨著對硒營養(yǎng)價值研究的深入和肽組學(xué)的發(fā)展，硒肽的合成、吸收代謝機(jī)制、生理活性等方面的探究逐漸展開。但是，由于自然界中硒的可用資源有限且分布極不均衡，硒超蓄積植物中硒的含量也較低，故要從現(xiàn)有含硒動植物蛋白中獲取天然富硒肽具有局限性。天然富硒肽的制備周期長、得率低，給硒肽生理活性、作用機(jī)理、吸收的代謝機(jī)制等研究帶來了困難。此外，人工合成硒肽也存在著成本高、得率低、缺少相應(yīng)的安全性評估等問題，其生產(chǎn)、研究和應(yīng)用在一定程度上受到了阻礙。

硒肽相較于單一的硒化合物和普通的生物活性肽有著更高的生物活性，是生物活性肽領(lǐng)域中極具研究價值的新穎肽。未來需要利用蛋白組學(xué)、肽組學(xué)、基因工程等多種手段解決基礎(chǔ)性的制備困難問題，并以當(dāng)前生產(chǎn)工藝較為成熟的硒肽為基礎(chǔ)，對其生理功能、機(jī)制以及對結(jié)構(gòu)復(fù)雜性進(jìn)行更深入的探究。另外，需要更進(jìn)一步的研究來預(yù)測硒肽在人體中的穩(wěn)定性、生物利用度和反應(yīng)性，以促使其成為新一代膳食補(bǔ)充劑，并為一些疾病提供新的治療思路。