據了解,目前全球已有超過10億的高血壓患者,患病人數可能會在2025年增加至15.6億;在中國,高血壓患者已超過2億,且患病率逐年增長,嚴重威脅著國民健康。
高血壓的病理生理機制復雜,而人體內的血管緊張素轉化酶(Angiotensin I converting enzyme, ACE)活性偏高是發病的重要機制之一,適度控制體內ACE的活性,是控制高血壓的關鍵所在。食源性ACE抑制肽,是以天然蛋白質為原料,通過酶解、發酵等方式制得的一類對ACE具有抑制活性的小肽、多肽類物質,因其不會產生過度降壓現象,因此備受科研人員和社會各界的關注。
暨南大學彭喜春教授介紹說,目前用于制備ACE抑制肽的食物蛋白質有很多,如乳蛋白、動物蛋白、植物蛋白等。值得注意的是,魚蛋白是一類優質的動物蛋白,其氨基酸組成與人體需求相近,更容易被人體所消化、吸收、利用。
我國東南沿海有豐富的沙丁魚資源,而目前國內對沙丁魚的利用方式較為單一,通常僅用作食物或飼料,并未充分發揮其應有的營養和生物活性價值,選擇合適的蛋白酶對沙丁魚進行可控酶解,再進一步結合現代分離純化及鑒定技術,制備體內外活性良好的沙丁魚ACE抑制肽功能食品,可以充分發揮出其營養和生物活性價值,有利于提高沙丁魚資源利用率,豐富其利用方式,改善其開發狀況。目前我國的沙丁魚ACE抑制肽還未見產業化發展,這主要是由于在分離純化技術上還不夠完善。若能克服關鍵問題,將具有極大的開發價值和廣闊的應用前景。
彭喜春研究團隊從酶解所用蛋白酶的篩選及工藝優化,到酶解產物分離純化及肽段序列結構鑒定,再到最后的體內動物學功效評價實驗,對沙丁魚ACE抑制肽產品的研發和功效都進行了全面而細致的研究。
彭喜春介紹說,日本學者曾用單一堿性蛋白酶對日本海域的沙丁魚進行酶解、分離純化,制得體外ACE抑制活性較好的ACE抑制肽。但該研究的不足之處在于:在酶解時,沒有對蛋白酶、酶解方式進行篩選,僅選用了堿性蛋白酶;在產物活性研究時,僅測定了產物體外ACE抑制活性,沒有進行體內功效評價實驗。
為了改進和完善對沙丁魚ACE抑制肽的研究,在日本學者研究的基礎上,彭喜春研究團隊以中國東南沿海沙丁魚為原料,對蛋白酶和酶解方式進行篩選,并優化酶解工藝;采用超濾、柱層析、RP-HPLC的方法對酶解產物進行分離純化,并利用ESI-MS/MS鑒定強活性肽段的氨基酸序列;通過動物實驗,對產品的體內降壓活性進行評價,并研究產品對高血壓模型大鼠和正常大鼠體內相關生理生化指標的影響。
彭喜春研究團隊最終篩選出最佳酶解組合:木瓜蛋白酶+堿性蛋白酶。通過工藝優化,將沙丁魚蛋白的水解度從16.70%提高到28.44%,同時沙丁魚肽的ACE抑制率從65.40%提高到73.44%。通過超濾、柱層析、RP-HPLC的方法逐步對酶解液進行分離純化,最終得出3個ACE抑制率較強的組分。經過ESI-MS/MS序列鑒定,3個組分的氨基酸序列分別為: Met-Gly、 Ala-His 、Phe-Gly。研究結果顯示,沙丁魚ACE抑制肽對大鼠具有良好的體內降壓效果,而對正常血壓大鼠無明顯副作用。說明沙丁魚ACE抑制肽是一種具有多種生物活性的肽類物質,其體內降血壓功效不是單一生物活性的作用結果,而是在多種生物活性的共同作用下實現的。
據了解,國內還有學者在研究不同途徑來源的ACE抑制肽。ACE抑制肽來源廣泛,存在于陸生動植物和海洋生物中。ACE抑制肽具有降低人體血清膽固醇、降血壓、減肥和低抗原性等功能,不像化學合成藥物對人體產生副作用,若將ACE抑制肽作為藥劑或制成各種保健食品,對抑制高血壓將有著重要意義。更主要的是,我國豐富的動植物蛋白資源及食品加工產生的下腳料都可作為ACE抑制肽的原料來源,因此,ACE抑制肽在我國具有巨大的潛在市場。本報記者 高泓娟