胞壁蛋白酶水解酪蛋白产生功能因子研究【文献综述】.doc

1、毕业论文文献综述食品科学与工程胞壁蛋白酶水解酪蛋白产生功能因子研究摘要本文概述了近年来对酪蛋白水解产生降血压肽的研究进展，介绍了干酪乳杆菌胞壁蛋白酶CEP的功能。分析表明，通过CEP水解酪蛋白的各组分，明确各组分水解产物的降血压作用，在理论研究和指导生产上都具有重大意义。关键字CEP；酪蛋白；ACE；抗氧化0引言食物蛋白质是人体新陈代谢过程中极为重要的营养物质，具有提供构成机体所需氨基酸和能量供应等营养功能。近年研究表明，除营养功能外，食物蛋白质酶解产物中的一些短肽还具有广泛的生理调节功能，如促进钙吸收、降血压、降低胆固醇、免疫调节等。研究发现这些短肽在体内的消化吸收性能要明显优于单个氨基酸。

2、这些生物活性肽的发现引起了食品科学界和医药学界的高度关注，特别是具有降血压活性的血管紧张素转化酶（ANGIOTENSINICONVERTINGENZYME,ACE）抑制肽已成为生物活性肽研究领域最热门的方向之一。目前已从牛奶蛋白、人乳酪蛋白、玉米蛋白、胶原蛋白、大豆蛋白、丝蛋白、鱼贝类蛋白等食物蛋白的酶解产物或发酵制品中分离得到了各种不同的ACE抑制肽。1982年，人们从牛奶酪蛋白中成功地酶解获得了ACE抑制肽。有很多源自于酪蛋白的ACE抑制肽报道，但是对于酪蛋白各组分ACE抑制肽相关报道较少。1酪蛋白的研究进展11酪蛋白酪蛋白是一个含磷蛋白质,其丝氨酸羟基与磷酸根之间形成一个酯键,有S、4种

3、构型。酪蛋白中含有人体必需的8种氨基酸,是一种全价蛋白质PER值为25,能够为生物体的生长发育提供较全面的蛋白质营养1。20世纪80年代以来,国外学者相继发现酪蛋白在消化道中经蛋白酶水解后,能分离得到许多具有生物功能的活性肽,它们除了营养作用外,还具有重要的生理功能,按照其功能可分为类阿片肽、降血压肽、抗血栓肽、免疫促进肽、促进矿物离子吸收肽、抗菌肽等。随着各种不同功能的乳源性生物活性肽的发现,对乳蛋白质的研究已成为生理学和营养学的研究热点。12抑制ACE性能研究国内外的研究都表明了酪蛋白水解产物具有抑制ACE的功能。MASUDA23等人从CALPIS酸奶中分离出2种降血压肽,VALPROPR

4、O、ILEPROPRO；周俊清、吕加平、段玉权等研究表明酪蛋白肽及其水相肽、醇相肽都能抑制血管紧张转换素酶ACE活性，其中水相肽的抑制率最高4。田俊英、潘道东、郭宇星等对瑞士乳杆菌蛋白酶水解酪蛋白产生ACE抑制肽工艺条件进行研究，认为在底物浓度6W/W、酶解温度3964、PH894、酶与底物的比092W/W、底物预处理温度90、酶解时间8H的条件下，其对ACE抑制率可达92675。吴玲、潘道东等通过抑制ACE活性实验，筛选出能发酵脱脂牛乳产生较强抗ACE活性的LACOBACILLUSHELVETICUSATCC15019、15009和LACTOBACILLUSTHERMOPHILUSATCC1

5、4485三种乳酸菌菌株，用这三种菌株混合制作的发酵乳对ACE的活性具有较强的抑制作用6。13酪蛋白的水解条件马歌丽、彭新榜、卫军等用胰蛋白酶在PH75,温60,底物浓度5,酶添加量6244U/G,水解时间140MIN的条件下水解酪蛋白，水解度达到1687。王立平等用LHELVETICUS9在接种量为1108ML1,底物质量浓度为50G/L,培养时间为48H,培养温度为37条件下水解酪蛋白，水解度可达173,多肽质量浓度达到062G/L8。黄金海、陈春芳、薛照辉等比较了四种酶对山羊酪蛋白的水解能力，发现酶解速度从高到低依次为ALCALASE、枯草芽孢杆菌蛋白酶、胰蛋白酶和胃蛋白酶。当40水解3H

6、左右,水解度即达到相对稳定的最大值,依次为3461、2528、1908和7229。2干酪乳杆菌胞壁蛋白酶CEP研究进展211乳杆菌胞壁蛋白酶简介干酪乳杆菌胞壁蛋白酶（CELLENVELOPEPROTEINASE）位于细胞壁上，大部分属于丝氨酸蛋白酶家族。它在蛋白酶水解系统中处于非常重要的地位，是水解乳蛋白的关键酶。乳酸菌蛋白水解系统包括细胞壁蛋白酶，肽链内切酶，氨肽酶，PRO特异性肽酶等。遇到乳蛋白时，CEP首先把乳蛋白水解成一系列的短肽，然后由寡肽转移系统OPP，二肽和三肽转运系统（DTPP和DTPT）运输至细胞内，再由胞内肽酶（包括肽链内切酶，氨肽酶，PRO特异性肽酶等）进一步将短肽水解为

7、氨基酸或更小的肽类10。近年的研究发现其水解酪蛋白可产生的多肽具有降血压作用。虽然乳酸菌的蛋白质水解酶系统较弱，但其胞外蛋白酶可限制性地水解乳蛋白质并将多肽释放于培养基中11。212血管紧张素转换酶（ACE）ACE是一种含锌的二肽羧基肽酶，存在于肺、肾、脑、眼球、小肠、胎盘等组织的血管内皮细胞或上皮细胞及血浆、尿等体液中，其中以肺组织含量最高12。血管紧张素转换酶ACE是生理性调节血压的关键酶。它一方面使血管紧张素I转换为血管紧张素,后者是强效血管收缩剂另一方面它对血管舒张缓激肽有灭活作用,因此抑制ACE的活性会导致血压降低13。母乳和酸奶中多种活性肽都具有ACE抑制活性,能够降低血压。213

8、乳杆菌胞壁蛋白酶降血压机理研究表明乳酸菌在发酵酸奶时合成的细胞壁蛋白酶CELLENVELOPEPROTEINASE,CEP，能水解牛奶中的蛋白质并产生多种活性多肽，其中有些活性多肽具有抑制血管紧张素转化酶ANGIOTENSINICONVERTINGENZYME，简称ACE的能力1416，而ACE在造成血压升高的一系列反应中起到重要作用。其作用机制可概括为乳酸菌在发酵过程中所分泌的蛋白酶将些活性片段切割下来释放到发酵乳制品中，它们能与ACE活性中心结合，竞争性地抑制ACE活性，从而起到降高血压的作用17。乳酸菌胞壁蛋白酶在蛋白酶水解系统中处于非常重要的地位，是水解乳蛋白的关键酶。乳酸菌胞壁蛋白酶

9、位于细胞壁上，大部分属于丝氨酸蛋白酶家族。其在降高血压方面的应用，有学者研究了瑞士乳杆菌蛋白酶水解酪蛋白制备血管紧张素转化酶抑制肽的工艺条件，条件优化后的水解液对ACE抑制率可达92671821。214乳杆菌胞壁蛋白酶酶解条件探究研究表明，不同的乳酸菌CEP在分子量，酶学性质上有一定区别，各种乳酸菌的蛋白水解能力也有很大区别。例如在反应条件方面，乳酸菌CEP最适酶反应温度，最适酶反应PH存在一定的差异性。干酪乳杆菌CASEINIFPL731（PH60,40）22，瑞士乳杆菌CRL1062PH6570,4223，德氏乳杆菌LACTISACADC178PH60,4024，嗜热链球菌CNRZ385P

10、H70,3725，瑞士乳杆菌（PH60,40）。22抗氧化性能研究在对不同分子量的酪蛋白肽研究报道中，发现分子量1KDA肽的最高DPPH清除率为9094，抗氧化效果显著26。在对动物蛋白酶法制备抗氧化多肽的研究中，主要采用的是木瓜蛋白酶与胰蛋白酶等，未见到采用乳酸菌胞壁蛋白酶水解酪蛋白产生肽相关特性的研究进展26。3展望关于乳源ACE抑制肽的研究在国外始于20世纪80年代,目前仍有许多未明之处,需进一步研究探索。特别是类酸奶中ACE抑制肽的研究在1995年首次报道,国内的相关报道很少。在以天然、健康为主题的今天,人们越来越倾向于预防保健和食疗,因此来源于食品的ACE肽,尤其是乳源ACE抑制肽在

11、国内外具有巨大的潜在市场。弄清酪蛋白中哪种酪蛋白的水解产物ACE抑制能力最强，了解ACE抑制肽的结构与活性之间的关系,能为乳源ACE抑制肽研究锚定理论基础，为乳源ACE抑制肽生产指明方向。参考文献1丛涛，赵霖酪蛋白源生物活性肽酪蛋白巨肽研究进展J食品科技，2008，NO21681712OSAMUMASUDA,YASUNORINAKAMURA,TOSHIAKITAKANOJNUTRIENTMETABOLISM,1996,12612306330683YASUNORINAKAMUR,OSAMUMASUDA,TOSHIAKITAKANOJBIOSCIBIOTECHBIOCHEM,1996,603488

12、4894周俊清，吕加平，段玉权酪蛋白肽及其水相肽、醇相肽功能特性的研究J食品科学，2009，VOL30,NO0720245田俊英，潘道东，郭宇星瑞士乳杆菌蛋白酶水解酪蛋白制备血管紧张素转化酶抑制肽的条件优化J食品科学，2009,VOL30,NO111701746吴玲，潘道东发酵乳抗高血压特性的研究J食品科学，2005,VOL26,NO94464497GANGFANG,BERTPOOLMAN,ETALPRODUCTIONANDUTILIZATIONOFPEPTIDESINLACTOCOCCUSLACTISJMOLECULARMICROBIOLOGY,1998,27110711188张佳程，王海燕

13、，王忠萍等具有ACE抑制活性乳酸菌的特性研究J中国乳品工业，VOL31,NO2,2003TOTAL1539119余奕珂，胡建恩，白雪芳等源于食品蛋白质的血管紧张素I转换酶抑制肽J食品与药品，2006,8（04A）162010MARUYAMAS,SUZUKIHAPEPTIDEINHIBITOROFANGIOTENSINICONVERTINGENZYMEINTHETRYPTICHYDROLYSATEOFCASEINJAGRICULTURALANDBIOLOGICALCHEMISTRY,1982,461393139411马歌丽，彭新榜，卫军等反应条件对酪蛋白水解度的影响J食品研究与开发，2007，V

14、OL28NO0181112王立平,廖铃,张柏林LACTOBACILLUSHELVETICUS9制备酪蛋白源活性肽工艺的研究J中国乳品工业，2008，36（4）4713黄金海，陈春芳，薛照辉等山羊酪蛋白不同酶解产物特性的研究J食品工业科技，VOL30,2009，0112012314郭宇星，潘道东乳酸乳球菌细胞壁蛋白酶的分离纯化J食品科学，2007，281042142415COOLBEAR,T,REID,JR,ANDPRITCHARD,GGSTABILITYANDSPECIFICITYOFTHECELLWALLASSOCIATEDPROTEINASEFROMLACTOCOCCUSLACTISSUB

15、SPCREMORISH2RELEASEDBYTREATMENTWITHLYSOZYMEINTHEPRESENCEOFTHECALCIUMIONSJAMERICANSOCIETYFORMICROBIOLOGY,1992,58103263327016FERNANDEZDEPALENCIA,P,PELAEZ,C,ANDMARTINHERNANDEZ,MCPURIFICATIONANDCHARACTERIZATIONOFTHECELLWALLPROTEINASEOFLACTOBACILLUSCASEINSUBSPCASEINIFPL731ISOLATEDFROMRAWGOATSMILKCHEESEJJ

16、OURNALOFAGRICULTUREANDFOODCHEMISTRY,1997,453401340517FERNANDEZESPLA,MD,GARAULT,P,MONNET,V,ANDRUL,FSTREPTOCOCCUSTHERMOPHILUSCELLWALLANCHOREDPROTEINASERELEASE,PURIFICATION,ANDBIOCHEMICALANDGENETICCHARACTERIZATIONJAPPLIEDANDENVIRONMENTALMICROBIOLOGY,2000,66114772477818FERNANDEZESPLA,MD,GARAULT,P,MONNET

17、,V,ANDRUL,FSTREPTOCOCCUSTHERMOPHILUSCELLWALLANCHOREDPROTEINASERELEASE,PURIFICATION,ANDBIOCHEMICALANDGENETICCHARACTERIZATIONJAPPLIEDANDENVIRONMENTALMICROBIOLOGY,2000,66114772477819田俊英,潘道东，宇星瑞士乳杆菌蛋白酶水解酪蛋白制备血管紧张素转化酶抑制肽的条件优化J食品科学，2009，301117017420林璐，潘道东，陆皓茜瑞士乳杆菌发酵牛乳产生抗ACE活性条件的优化J食品科学，2007，281032232521郭彦

18、平，赵征瑞士乳杆菌发酵乳ACE抑制肽的研究J中国食品添加剂，2009S112112422YAMAMOTO,N,AKINO,A,ANDTAKANO,TPURIFICATIONANDSPECIFICITYOFACELLWALLASSOCIATEDPROTEINASEFROMLACTOBACILLUSHELVETICUSCP790JINTERNATIONALJOURNALOFBIOCHEMISTRY,1993,11474075023FERNANDEZDEPALENCIA,P,PELAEZ,C,MARTINHERNANDEZ,MCPURIFICATIONANDCHARACTERIZATIONOFTHE

19、CELLWALLPROTEINASEOFLACTOBACILLUSCASEINSUBSPCASEINIFPL731ISOLATEDFROMRAWGOATSMILKCHEESEJJOURNALOFAGRICULTUREANDFOODCHEMISTRY,1997,453401340524HEBERT,EM,RAYARRDEGIORI,GSCHARACTERISATIONOFACELLENVELOPEPROTEINASEFROMLACTOBACILLUSHELVETICUSJBIOTECHNOLOGYLETTERS,1999,2183183425TSAKALIDOU,E,ANASTASIOU,R,VANDENBERGHE,I,VANBEEUMEN,J,KALANTZOPOULOS,GCELLWALLBOUNDPROTEINASEOFLACTOBACILLUSDELBRUECKIISUBSPLACTISACADC178CHARACTERIZATIONANDSPECIFICITYFORCASEINJAPPLIEDANDENVIRONMENTALMICROBIOLOGY,1999,6552035204026潘超,王鹏,朱斌酶解动物蛋白制备抗氧化多肽研究进展J肉类工业,2010,42729