生物活性小肽的研究進展

李蒙 江秀梅 鐘光祥

(浙江工業大學藥學院，浙江杭州310032)

生物活性小肽的研究進展

李蒙 江秀梅 鐘光祥

(浙江工業大學藥學院，浙江杭州310032)

生物活性小肽是生物活性好、利用率較高的一類蛋白質。本文詳細總結了部分效果明顯的活性小肽的來源、功能和典型的合成路線。

小肽;功能;合成;研究進展

本文綜述了近年來比較熱門的部分小肽的來源、功能，并重點介紹了典型的合成方法。

1 二肽

二肽是最簡單的肽，對其研究也比較的深入，其應用也相當的廣泛。

1.1 L-肌肽（carnosine）

L-肌肽(CAS：305-84-0)是由β-丙氨酸和L-組氨酸構成的內源性二肽，最早于1900在脊椎動物受神經支配的組織中被發現[2]，隨后在人及動物的其他組織部位也有發現。肌肽可作為治療白內障、動脈粥樣硬化、腎衰竭，老年性癡呆癥等疾病的藥物，它還具有抗衰老、抗氧化的作用，也被應用于飼料添加劑和食品貯存的添加劑[3]。

L-肌肽的合成方法大致有三類。第一類：β-丙氨酸的氨基保護、羧基活化，組氨酸未修飾，適當條件兩者反應，然后脫掉保護基的方法；第二類：β-丙氨酸的氨基保護、羧基活化，組氨酸羧基甲酯化，適當條件二者反應，脫掉保護基；第三類：β-丙氨酸前體，適當條件與組氨酸反應，基團轉變成肌肽。前兩類合成有些步驟比較簡短，但其成本很高，且也不太適合工業化生產。第三類合成方法可以把β-丙氨酸做成成本相對低的前體再與組氨酸縮合反應，其操作簡單，原料也易得，適合工業化生產[4]。

鐘光祥等人[5]采用第三類合成方法，其研究的合成路線簡單、原料成本低、且有利于環保，產物收率較高。其制備工藝如下：

1.2 丙氨酰-谷氨酰胺（Ala-Gin）

丙氨酰-谷氨酰胺（CAS：39537-23-0）是由丙氨酸和谷氨酸組成的二肽化合物，它的主要作用是作為谷氨酰胺(Gln)前體，為機體提供Gln。因為Gln是腸道必需氨基酸，腸粘膜細胞氧化的重要燃料，如果腸粘膜缺乏Gln將嚴重損傷腸屏障功能，引發創傷性休克及化療應激時的加重損害，導致腸粘膜萎縮、腸道細菌移位，甚至促發膿毒癥和多器官功能不全[6]。然而，Gln性質不穩定，不能耐高溫消毒，因此一般無法加工成Gln制劑而應用。但Ala-Gln作為Gln代謝前體，溶解度高，性質較Gln穩定，能耐受熱滅菌，在體內數分鐘即分解出Gln，能部分補償腸道所需Gln，是Gln的理想替代物[7]。

十幾年來的研究表明：Ala-GIn在創傷、感染、危重患者、免疫調節、骨髓移植、肝移植，小腸移植等多種疾病的治療中證實了其功能[8-10]。另外它還可配合5-氟尿嘧啶等藥物進行使用[11]。趙玉芬院士研究組對其做了詳細的研究，申請了新藥證書，并完成了產品的中試生產[12]。

定 理 當0<η>η

張錫芬[13]的研究合成路線是非常典型的，該工藝路線簡單，成本低，單步收率高達94.7%，光學純度為99.8%。其制備工藝如下：

1.3 阿斯巴甜（AMP）及紐甜（NTM）

阿斯巴甜（L-天冬氨酰-L-苯丙氨酸甲酯，CAS：22839-47-0）于1965年被偶然發現具有甜味之后，從此就揭開了二肽甜味劑的研究序幕。此后，研究人員們就以阿斯巴甜為模型，研究了1000多種與之相關的二肽及二肽衍生物，以期獲得效果更好的甜味劑[14]。包括以后由法國學者研究合成的紐甜（N-[N-(3,3-二甲基丁基)-L-α-天門冬氨酰]-L-苯丙氨酸-1-甲酯，CAS：165450-17-9），其甜度大約是蔗糖的7000～13000倍，是阿斯巴甜的30～60倍。

NTM的穩定性優于阿斯巴甜，使用成本也大大低于阿斯巴甜。NTM是迄今為止世界上最甜的合成甜味劑，也是世界上最安全、口味最接近蔗糖的甜味劑，問世以來深受世界食品界的關注，其效果相當顯著，并應用于很多方面[15]。

由于二肽甜味劑具有其獨特的特點，如穩定性好、運用范圍廣等，在市場上占據著相當大的份額。以此為啟發，我們可以從阿斯巴甜衍生物出發，對其結構進行剖析，以期開發出更高效的甜味劑。

Frederic等人[16]的AMP合成路線是先分別對羧基、氨基進行保護，再縮合，最后脫保護而得到。該發明克服了前人技術中的不足，其總收率為40%。其制備工藝如下：

1.4 N-乙酰天門冬氨酰-谷氨酸（NAAG）

N-乙酰天門冬氨酰-谷氨酸 (CAS：3106-85-2)是哺乳動物腦組織內一種含量很高、且分布特異的神經二肽，具有重要的生理學和藥學價值。近年來，隨著對神經肽的深入研究，發現：NAAG可被N-乙酰化的α-連接的酸性二肽酶 (NAALAD)分解得到N-乙酰天門冬氨酸和L-谷氨酸[17]；其在下丘腦中含有的量低于中腦、腦橋和脊髓，可存在于腦內某些感覺和運動系統中，在興奮性神經傳遞過程中起神經遞質或調節的功能；在視覺和嗅覺系統中存在較多NAAG反應細胞和纖維；在治療阿爾茨海默氏癥、帕金森癥、肌萎縮側索硬化癥、亨廷頓氏病、精神分裂癥等疾病上有一定的藥學作用，同時可以有效促進腦功能恢復[18]，在治療視神經炎及視神經萎縮方面也有一定的作用[19]。NAAG其作用機制還需進一步研究，以便早日實際應用于醫藥、保健等領域。

鄭嵐等人[20]的研究合成路線步驟簡單，但其部分原料昂貴和對環保不利，為了工業化生產，我們還需做大量的研究。其制備工藝如下：

2 三肽

2.1 精氨酰-甘氨酰-天冬氨酸肽(RGD)

精氨酰-甘氨酰-天冬氨酸肽（CAS：99896-85-2)是由精氨酸(Arg)、甘氨酸(Gly)、天冬氨酸(Asp)3個氨基酸組成的序列肽，是近幾年來發現的具有高生物活性的短肽序列之一。RGD最早由Yamada等在纖維連接蛋白中發現的。RGD序列肽能夠競爭性抑制包括纖維連接蛋白在內的各種粘附蛋白與血小板的結合，從而抑制了纖維連接蛋白與血小板的結合[21]，因此在未來的臨床應用中，具有較好的前景。研究還發現RGD序列肽在內皮細胞的識別、抗血栓、抗血凝、抑制腫瘤、眼科診治、治療燒傷和皮膚潰瘍等方面具有重要的作用[22-23]。

有關RGD的合成非常多，其路線也相當成熟。Bader等人[24]最新研究的合成路線，該路線短，操作也簡便，具有較好的工業應用前景。其制備工藝如下：

2.2 谷胱甘肽（GSH）

谷胱甘肽(CAS：70-18-8)是由谷氨酸、半胱氨酸及甘氨酸組成，于 1888年法國科學家 Derey-Pailhade首先在酵母抽提物中發現。GSH是一種具有重要生理功能的天然活性肽。在機體中大量存在，而起主要作用的是還原型谷胱甘肽。

它在醫藥領域應用相當的廣泛，如有抗癌、解毒、保護肝臟，清除自由基等功能；同時它在食品工業方面也有相當的作用：可作為食品添加劑強化食品風味和延長貨架期，在酸奶中它能作為抗氧劑起穩定質量的作用等等[25]。另外，它對神經元興奮性中毒也有緩解作用，也可以緩解惡性腫瘤患者化療所致的毒副反應[26-27]；可以作為治療白內障及控制角膜和視網膜等眼部疾病、糖尿病神經病變、糖尿病腎病、糖尿病脂肪肝等并發癥的藥物[28-29]；它還可以減輕病毒性肝炎、肝炎肝硬化以及藥物性肝損傷癥狀[30]；還具有抗艾滋病病毒的功效[31-32]。

周佳棟等人[33]的研究合成工藝路線，該工藝原子經濟性好，部分昂貴試劑可回收，其收率也高達87%。其制備工藝如下：

2.3 酪絲亮肽（YSL）和酪絲纈肽（YSV）

酪絲亮肽（CAS：138168-48-6）是由L-酪氨酰-L-絲氨酰-L-亮氨酸組成的，是從動物脾臟酶解提取物中分離得到的，是中國新近研發并具有自主知識產權的三肽化合物。YSL經研究發現其具有明顯抗腫瘤作用，且安全性評價研究結果表明酪絲亮肽無明顯毒副作用[34]。不過其抗腫瘤作用機制尚需進一步研究。

酪絲纈肽(CAS：154039-16-4)對Lewis肺癌和人體肺癌A549有較好的療效[35]，同時YSV可以對多藥、耐藥起到調節作用，其作用機制是：YSV能逆轉多藥、耐藥相關聯的，并與向下的多藥、耐藥基因，表達調控LRP和MRP1的基因，并可跨膜調控P-糖蛋白的活性[36]。它還對人肝癌裸鼠移植瘤基因表達譜有影響[37]。以上兩者的注射液已進入臨床研究。

2.4 囊素三肽（bursin，BS）

囊素三肽最早1621年就被發現了，是從禽類的法氏囊中最先發現的一種活性三肽，化學構成為L-Lys-His-Gly-NH2，其組成比例1:0.9:1:0.8。近400年的研究發現它與免疫有著不可分的關系，并在抗腫瘤方面也有一定的功效，另外還有一定的體重增重效果。由于前兩種功效都是當今迫切需求的，所以對囊素三肽的研究任重道遠[38]。

3 結束語

目前，除了部分小肽本身有其醫藥、食品等功效外，其他小肽也可作為一些藥物的修飾結構，從而可以減小毒副作用，提高藥物吸收和藥效利用率[39]。

雖然活性小肽具有多種生物活性，且高效、安全，但由于純品功能性短肽的生產成本過高，無法廣泛地應用到食品及醫藥領域中，因此通過化學合成和生物轉化等手段開發出新的、高效的產品路線已經勢在必行。

總之，活性小肽是一類非常奇特的物質，期待我們共同努力去開發利用它。

致謝

本項目得到了浙江省科技廳的資助（2007C21156），在此深表感謝！

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Advance of Study on Small Peptide with Biological Activity

LI Meng,JIANG Xiu-mei,ZHONG Guang-xiang
(College of Pharmaceutical Science,Zhejiang University of Technology,Hangzhou 310032,China)

Small biological peptide is a class of proteins with good biological activity and higher utilization. This paper summarizes the source,function and typical synthetic route of some small peptide with obvious biological activity.

small peptide;functional;synthesis;research progress

1006-4184（2010）11-0008-05

2010-09-25

浙江省科技攻廳資助項目（2007C21156）

李蒙(1985-),男，湖北秭歸人，碩士研究生，專業方向：化學制藥。