牡蠣肉提取物中谷光甘肽的分離、純化及細(xì)胞防御研究

牡蠣肉提取物中谷光甘肽的分離、純化及細(xì)胞防御研究

作為食肉動物和利息食品的一個行業(yè)。美國FoxChase癌中心及邁阿密大學(xué)、法國巴黎大學(xué)、日本慶應(yīng)大學(xué)等一直致力于牡蠣肉提取物(JCOE)的深入研究。JCOE是以全牡蠣為原料,采用特殊方法分離提取的牡蠣營養(yǎng)保健功能食品。據(jù)研究結(jié)果表明,JCOE能使細(xì)胞內(nèi)防癌和防老化功能的谷光甘肽(GSH)增殖1倍,將它與有造成心律不齊副作用的強(qiáng)力抗癌物(ADM)同時服用,可消除這種副作用等特殊功效。牡蠣肉提取物(JCOE)的氨基酸組成為牛黃酸26.2%、谷氨酸19.5%、甘氨酸5.0%、蛋氨酸1.5%、胱氨酸1.0%、天門冬氨酸7.3%、丙氨酸7.1%、脯氨酸6.7%、賴氨酸3.7%、亮氨酸3.2%、蘇氨酸3.0%、結(jié)氨酸2.9%、絲氨酸2.8%、精氨酸2.7%、異亮氨酸2.2%、苯丙氨酸2.0%、酪氨酸1.5%、組氨酸1.2%、色氨酸0.6%。特別值得注意的是其中的牛黃酸、谷氨酸、甘氨酸和胱氨酸等有效氨基酸的含量。正是這些有效氨基酸的協(xié)同作用,才使JCOE作為抗氧化物質(zhì)幫助人體機(jī)體中存在著對自由基和活性氧的毒害有防御功能的物質(zhì),這就是谷胱甘肽(GSH)。谷胱甘肽(GSH)是一種具有重要生理功能的活性三肽,由谷氨酸、胱氨酸和甘氨酸三種氨基酸構(gòu)成,其分子中的SH基能吸收自由基的毒性。通過在培養(yǎng)人體細(xì)胞HL—60中加入JCOE對谷胱甘肽(GSH)的影響和效果試驗表明,供給JCOE后,細(xì)胞中的GSH持續(xù)增大達(dá)2倍(提高到190%)。這一現(xiàn)象具有非常重要的生物學(xué)意義?；贘COE中含有豐富的牛黃酸,所以進(jìn)一步做了JCOE中純粹天然牛黃酸對促進(jìn)GSH增值效果的試驗。結(jié)果表明,僅單獨(dú)使用JCOE中的天然牛黃酸時,GSH的增值并不那么顯著,只增大24%。因此,可以認(rèn)為,GSH之所以能增大到2倍,并不是JCOE中天然牛黃酸單獨(dú)的作用,而是由于JCOE中所含其他一些成分與牛黃酸的相乘效果。人體攝入JCOE后,在細(xì)胞中合成了更加多的GSH,這些增加的GSH具有更有效地吞噬侵入細(xì)胞中或本來存在于細(xì)胞中的氧化物的效果,從而使細(xì)胞防御毒害的能大為增強(qiáng)。谷胱甘肽(GSH)廣泛分布于機(jī)體中,在許多重要的生物學(xué)現(xiàn)象中起著直接或間接的作用。它是許多酶反應(yīng)的輔基與輔酶,可作為抗氧化劑保護(hù)生物蛋白分子的巰基,清除體內(nèi)有害毒物和代謝物(如自由基),參與體內(nèi)三羧酸循環(huán)及糖代謝,具有解毒、延緩衰老、預(yù)防糖尿病和癌癥以及消除疲勞等作用。GSH中含有一個非?；顫姷膸€基(SH)極易被氧化,它一旦與空氣接觸便從還原型變?yōu)檠趸?而氧化型的GSH完全喪失抗氧化活性。因此,從外部攝取合成的GSH往往不能充分見效。1.2富含鋅(Zn)的牡蠣提取濃縮液鋅是非常重要的微量元素,在體內(nèi)具有多種生理功能,尤其對小孩的生長發(fā)育更為重要。主要體現(xiàn)在:生物體內(nèi)酶(300多種)的活性化、機(jī)體發(fā)育及骨骼生長、調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)酸堿平衡、味覺嗅覺的正常形成、維持皮膚健康、增強(qiáng)免疫機(jī)能、老化防止等。當(dāng)體內(nèi)缺乏鋅時,將出現(xiàn)發(fā)育不全或發(fā)育遲緩、味覺障礙、骨骼生長緩慢、免疫力下降、先天性奇形等癥狀。日本備前化成研究開發(fā)部的研究人員,一直致力于牡蠣提取物的開發(fā),已提供了安全性高的產(chǎn)品,并對其生理活性也作了研究報告。把牡蠣中所含有的有效成分——鋅進(jìn)行濃縮開發(fā)的而獲得的產(chǎn)品即海產(chǎn)鋅(marinezinc)與無機(jī)鋅及從酵母來的鋅原料進(jìn)行了生理功能比較試驗。結(jié)果表明,海產(chǎn)鋅是人體不可缺少的含鋅豐富的食物,與無機(jī)鋅及其他的鋅原料相比,海產(chǎn)鋅在改善鋅的缺乏癥上具有出色的效果。2貝類活性多肽的生理保健功能近年的科學(xué)研究表明,生物活性肽(Bioactivepeptide)具有特殊的生理活性,主要體現(xiàn)在免疫活性、抗高血壓、抗血脂、促生長活性、腫瘤抑制性活性等。生物活性肽常以非活性形式存在于構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸長連中。按其來源可分為天然存在的活性肽和蛋白酶解產(chǎn)生的活性肽。天然存在的活性肽包括肽類抗生素、激素等生物體的代謝產(chǎn)物以及生物體的組織、骨骼、肌肉、免獄系統(tǒng)、中樞神經(jīng)系統(tǒng)中存在的活性肽類,這些肽類含量甚微,提取困難,很難實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化;化學(xué)合成肽類的技術(shù)要求高,成本昂貴,實際使用價值低。目前,從海洋生物中通過酶解制備活性肽方面的研究已在進(jìn)行,并取得一定進(jìn)展,從海洋貝類中制備活性多肽的研究工作也已展開。多肽類藥物的研究一直是藥物研究中的一個活躍領(lǐng)域,如何從天然動物、植物、微生物中發(fā)現(xiàn)并制備活性多肽物質(zhì),使之成為新藥或保健功能食品,一直是肽類研究中的一個方向。通過對牡蠣的控制酶解,獲得含混合多肽的酶解產(chǎn)物,該酶解產(chǎn)物具有促進(jìn)神經(jīng)細(xì)胞發(fā)育、增加惱細(xì)胞乙酸膽堿含量、改善中老年人記憶力等重要保健功能。另外,從牡蠣中還分離出一種具有抑制血小板聚集功能的含鋅的肽。從櫛孔扇貝中提取的水溶性扇貝多肽(海洋肽),相對分子質(zhì)量為800—1000D,能有效的清除皮膚中的超氧負(fù)離子(3%和15%的海洋肽對超氧負(fù)離子的清除率分別為11.7%和41.8%)和羥自由基(清除率分別為8.6%和38.4%),抑制脂質(zhì)過氧化,抗皮膚衰老(使用海洋肽以后,皮膚組織中的成纖維細(xì)胞和表皮平均厚度明顯增加)和對淋巴細(xì)胞的保護(hù)作用。采用現(xiàn)代生物工程技術(shù),從櫛孔扇貝團(tuán)中提取的水溶性海洋多肽,經(jīng)藥理試驗表明,該多肽具有抗氧化損傷作用,能清除超氧負(fù)離子和羥自由基,延緩皮膚老化作用,可顯著增強(qiáng)免疫細(xì)胞的代謝和增值,是一種有潛力的抗氧化劑和免疫細(xì)胞調(diào)節(jié)劑。另據(jù)報道,扇貝肉提取物具有顯著的抗菌、抗腫瘤活性,有必要進(jìn)行進(jìn)一步的研究開發(fā)。另外,對文蛤肉進(jìn)行控制酶解得到的混合多肽水解液,能較好的抑制高血脂中TC、TG的升高,提高HLD—C含量及抗脂肪肝作用。因此,文蛤也是制備肽類功能性食品的良好海洋資源。3利用貝類制備保健飲料及功能性調(diào)味品貝肉具有很高的營養(yǎng)價值和豐富的生理活性成分,是制備保健飲料及功能性調(diào)味品的理想原料。筆者等正在開展扇貝的超值綜合利用方面的試驗研究工作,并取得階段性成果。在扇貝加工過程中,產(chǎn)生了大量的未被充分利用的副產(chǎn)物——如扇貝邊,實際上,該物料同樣含有較高的營養(yǎng)價值及豐富的生理活性成分,也是值得開發(fā)利用的海洋資源。經(jīng)過測定,扇貝邊蛋白粉與扇貝柱的氨基酸含量分別為83.84%和76.15%,兩者氨基酸的組成比例基本一致,其中甘氨酸、谷氨酸及天門冬氨酸含量較高。筆者等以扇貝邊為原料,采用生物酶解技術(shù)及膜分離技術(shù),制備出富含牛黃酸、多肽及氨基酸的純天然保健產(chǎn)品和海鮮調(diào)味品。該制品可以是淺棕黃色的液狀、深棕色的濃縮液或者是淺黃色的粉末等系列,前一種制品可作為保健飲料,后兩種制品可作為功能性海鮮調(diào)味品或作為其它調(diào)味品的基料。經(jīng)過適當(dāng)濃縮的扇貝邊酶解液的氨基酸構(gòu)成及衛(wèi)生質(zhì)量檢測結(jié)果如表1。從表1可以看出,該制品具有如下特點(diǎn):①氨基酸的含量高,尤其是其中的必需氨基酸約占全部氨基酸的一半;②牛黃酸、谷氨酸、甘氨酸和胱氨酸等活性氨基酸的含量高;③含有多肽類分子(分布見下圖);④重金屬含量及微生物指標(biāo)均符合國家食品衛(wèi)生質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn);⑤該制品色澤棕紅,澄清透明,有海產(chǎn)品特有的鮮香味,且香味醇厚,回味感強(qiáng)。甘氨酸在紅細(xì)胞的物質(zhì)代謝過程中起重要作用:甘氨酸和鐵是合成血紅素的基本原料;甘氨酸和半胱氨酸能保護(hù)細(xì)胞膜中含巰基(-SH)的蛋白質(zhì)和酶不被氧化,對維持紅細(xì)胞正常功能和壽命具有重要意義;高含量的牛黃酸、谷氨酸、甘氨酸和胱氨酸的協(xié)調(diào)作用,將提高細(xì)胞的防毒害、抗癌及抗衰老機(jī)能。牛黃酸是一種氨基磺酸,具有抗高血壓、抗動脈粥樣硬化以及抗心動時常、改善充血性心力衰竭以及促進(jìn)大腦發(fā)育等功效。將酶解的扇貝邊超濾透過液經(jīng)過SephadexG-15(瑞典Pharmacia產(chǎn)品)凝膠過濾柱進(jìn)行多肽分子量分布的測定,用桿菌肽(