生物活性肽

2024年3月12日發(作者：校園春色h)

生物活性肽

一、定義

生物活性肽是對生物體的生命活動有益或具有生理作用的肽類化合物，是蛋白質中20

個天然氨基酸以不同組成和排列方式構成的從二肽到復雜的線形、環形結構的不同肽類的

總稱，是源于蛋白質的具有多種生物活性的化合物。

這些生物活性肽以非活性狀態存在于蛋白質的長鏈中，當用適當的蛋白酶水解時，其

活性被釋放出來。

二、分類

1、按來源分類：可分為外源性和內源性生物活性肽。

外源性生物活性肽是指非機體產生成的，以肽的形式被吸收后具有生物活性的肽類物

質，一般直接或間接來源于動物及食物蛋白質，如動物乳汁(尤其是初乳)可提供多種生物

活性肽，包括乳源性表皮生長因子(EGF)、轉化生長因子(cTGF)等。

內源性生物活性肽是指生物體自身的組織或器官產生的對其本身又生理調節作用的肽

類物質，主要包括體內一些重要的內分泌腺分泌的肽類激素。如促生長激素釋放激素

(GHRH)、促甲狀腺素(TSH)、胸腺分泌的胸腺肽、脾臟中的脾臟活性肽(STr)、胰臟分泌的

胰島素等；由血液或組織中產生的組織激肽，如緩激肽；作為神經遞質或神經活動調節因

子的神經多肽等。

2、按功能分類：可分為生理活性肽和食品感官肽。

生理活性肽包括免疫調節肽、抗高血壓肽、抗血栓肽、抗菌多肽、阿片肽、阿片拮抗

肽、酪蛋白磷酸肽等。

食品感官肽又包括苦味肽、酸味肽、甜味肽、堿性肽、抗氧化肽、和增強風味肽等肽

類。

3、按生物學功能分類：

生理調節型活性肽：神經肽，抗高血壓肽，抗菌肽和抗病毒多肽等。

免疫活性肽：免疫活性肽具有促進機體淋巴細胞的增殖、增強巨噬細胞的吞噬功能，

進而提高機體抵御外界病原體感染的能力，并具有抗腫瘤功能。主要包括胸腺肽、抗血栓

轉化酶抑制肽、酪蛋白磷酸肽、抗菌肽等。

抗癌肽：RGD肽類、保爾佳和抗癌活性肽等。

4、按取材分類：可分為海洋活性肽和陸地活性肽。

5、按形成原因分類：可分為天然生物活性肽和人工合成生物活性肽。

三、功能

生物活性肽易消化、吸收，并具有多種生物學功能，如抗病毒、抗癌、抗血栓、抗高

血壓、免疫調節、激素作用、抑菌、降膽固醇等作用。

四、來源

生物活性肽多來源于動植物體，主要來源有三種：

1、存在于生物體中的各類天然活性肽。如動植物體內一些重要內分泌腺所分泌的肽類

激素，如促甲狀腺素、促生長激素釋放激素、肝臟合成的類胰島素生長因子、胰腺分泌的

胰島素、胸腺分泌的胸腺肽、脾臟中的脾臟活性肽等；作為神經遞質或神經活動調節因子

的神經多肽；由微生物、昆蟲、植物等生物體產生的抗菌肽。

2、消化過程中產生的或體外水解蛋白質產生的，如胰激肽、緩激肽等。

3、通過化學方法(液相或固相)、酶法、重組DNA技術合成，如苦味肽、風味肽等。

五、應用現狀

由于肽類具備的生物活性特點和作用，使得生物活性肽的生產和應用已成為一個廣泛

的研究領域，開發利用這些生物分子作為新的治療藥劑、功能食品和飼料添加劑等的前景

非常廣闊。尤其是利用食物中的蛋白質，提取各種各樣具有不同功能的活性多肽，作為食

品的營養添加劑，改造傳統食品、開發新的健康食品。已經是目前世界上許多生物學家和

營養學家正在研究的熱門課題。在日本，美國和西歐，含有多肽的健康食品層出不窮，例

如多肽飲料、多肽兒童午餐，多肽老人套餐、多肽保健餅干．抗輻射含片(或口香糖)等等。

在中國，也在大力推進多肽在食物中的應用，特別是來源于食物蛋白中的多肽，近幾年來

研究成果不斷涌現，開發和利用生物活性肽將會在新世紀越來越顯得突出和充滿無窮的魅

力。

抗菌多肽(Antimicrobial peptides) 抗菌多肽可分為環狀肽、糖肽和脂肽3類。抗菌肽

是生物體經誘導產生的一種具有生物活性的小分子多肽，一般由20～60個氨基酸組成．分

子量在2×10

3

～7×10

6

左右。其在動植物防御病原微生物的感染中起到重要的防御作用。

例如兩棲類和昆蟲體內都會產生抗菌肽，在人體口腔、眼睛中都含有抗菌肽。到目前為止，

從生物體中分離獲得的抗菌肽已超過200種。大部分抗菌肽具有強堿性、熱穩定性及廣譜

抗菌等特點。國內外研究成果表明，抗菌肽對部分細菌、真菌、原蟲、病毒及癌細胞等均

具有強大的殺傷作用。臨床試驗也表明，在機體感染病菌或可能導致病菌感染的情況下，

抗菌肽能快速殺滅已侵人的病菌，并且能阻止病菌的繼續侵染。如抗菌肽的抗菌作用機理：

抗菌肽分子可以在細菌細胞質膜上穿孔而形成離子孔道，造成細菌細胞膜結構破壞，引起

胞內水溶性物質大量滲出，而最終導致細菌死亡。抗菌肽分子首先結合在質膜上，接著其

分子中的疏水段和兩親性僅一螺旋也插入到質膜中，最終通過膜內分子間的相互位移，抗

菌肽分子聚集形成離子性通道。使細菌失去了膜勢而死亡。但是，Gazit等得出的實驗結果

表明，抗菌肽只是結合到了單位膜的表面上，并未插入膜中，更未形成通道。然而，抗菌

肽的作用靶部位是細菌細胞質膜，以及抗菌肽的作用結果是導致細菌細胞質膜通透性增大

等基本內容是確切無疑的。這也正是抗菌肽與青霉素等傳統抗生素對細菌作用機制不同的

本質所在。所以抗菌肽殺菌不像傳統的抗生素，它不會產生耐藥性，而且殺菌速度非常快，

同時由于抗菌肽由氨基酸組成，所以對人體沒有毒副作用。而傳統抗菌素的作用機理是通

過抑制細菌代謝過程起作用，殺菌速度慢，容易產生耐藥性，有一定的毒副作用。正是由

于使用抗生素會導致人類致病菌對抗生素產生耐藥性，所以使用抗菌肽來代替抗生素是將

來生物醫學發展的必然，具有無限的發展前景。

抗菌肽是各種生物防御系統的一個組成部分，是為抵抗微生物等有害環境因子的侵襲

而產生的免疫應答反應產物，與人工合成抗生素相比具有分子量低、抗菌譜廣、熱穩定性

好、水溶性好、強堿性、抗菌機理獨特等優點。人們先后在多種動物、植物和微生物中發

現不同種類的抗菌肽，這些抗菌肽在結構上有很多相似的地方，功能上能抑制革蘭陽性細

菌、革蘭陰性細菌、霉菌、原蟲、病毒及腫瘤的生長。溫劉發等用抗菌肽代替抗生素飼喂

斷奶仔豬，發現添加抗菌肽組仔豬腹瀉率下降，并且添加抗菌肽對仔豬增重無不良影響。

根據抗菌肽抑制霉菌的特性還可將其研制成飼料防霉劑使用。

抗菌肽(antibacterial peptides，ABPs)又稱抗微生物肽(antimicrobial peptides，

AMPs)，是生物體在抵抗病原微生物的防御反應過程中產生的一類具有抗微生物活性的小

分子多肽。抗菌肽是動物體液免疫系統中存在的具有廣譜殺菌，對病毒、某些腫瘤、真菌

具有一定抑制作用的一類膜活性多肽，是機體天然免疫系統的重要組成部分，一般由20～

60個氨基酸組成。已發現抗菌肽廣泛存在于昆蟲、動物、植物及人體內。抗菌肽因分子質

量小、耐熱，不具備抗原性。

抗菌肽的作用機制是當陽離子抗菌肽靠近細菌胞膜時，與帶有負電荷的革蘭氏陽性和

革蘭氏陰性菌胞膜，在靜電的吸引下，抗菌肽與細菌胞膜相互作用，導致膜的通透性增大，

細胞內容物大量外流、胞外水分大量內流，使細胞內滲透壓發生改變，最后細菌失去保護

而死亡。多數抗菌肽殺菌作用的基本機制是通過形成這種跨膜通道破壞細菌胞膜的完整性。

抗菌肽只對原核生物細胞和真核生物病變細胞有抗菌作用，對正常的真核生物細胞不起作

用。原因在于原核生物和真核生物的細胞膜結構不同，真核細胞膜中含有大量的膽固醇，

而膽固醇的存在使膜結構趨于穩定。此外，高等動物存在高度發達的細胞骨架系統，其存

在也抵抗了抗菌肽的作用。癌細胞的細胞骨架系統與正常細胞相比不發達，這是抗菌肽對

其產生抑制作用的原因之一。有學者認為抗菌肽通過細胞膜后進入核內，與細菌的DNA發

生結合，從而抑制核酸的復制，起到抑菌的作用；也有學者認為抗菌肽進入細菌胞膜后直

接作用于蛋白質，抑制蛋白質的合成、折疊，作用于線粒體，破壞其功能，干擾能量的供

給。

1、抗菌肽來源于細菌 從細菌中分離出的抗菌肽又被稱為細菌素。它們從各類革蘭氏

陽性菌、革蘭氏陰性菌以及古細菌中分離和鑒定出來。相比從其他物種中分離的抗菌肽，

細菌來源的抗菌肽對其他種類的細菌具有毒性，是它們占據生態位的一個重要策略，亦是

諸如動物腸道、海洋、底泥和土壤中的細菌群落微生物多樣性形成的原因之一，如乳酸鏈

球菌產生的Nisin、Thuriein 17等。

2、抗菌肽來源于真菌 科學家們已經從真菌中分離出了多種具有生物活性的蛋白。

2010年，Hajji等從叢棒曲霉中分離出一種富含半胱氨酸的多肽。這種多肽除了具有抗真菌

活性，還具有抗革蘭氏陽性細菌和革蘭氏陰性細菌的活性。對真菌來源的抗菌肽的研究目

前正在逐漸的深入展開。

3、抗菌肽來源于植物 植物中存在一些結構上與昆蟲、哺乳動物防御素結構相似的植

物抗菌肽。植物抗菌肽廣泛地存在于植物的花、果、葉中，主要是用來抵御或殺滅外來病

原的入侵。例如，植物中的植物防衛素能抑制多種真菌的生長。大量研究表明，它能導致

真菌顯著而持續的鈣離子流人和鉀離子滲出，培養基中離子濃度的增加會降低防衛素的抗

真菌能力。

4、抗菌肽來源于動物 各種脊椎動物和無脊椎動物是目前所有抗菌肽的大部分來源。

抗菌肽在動物中的存在與動物的先天免疫作用息息相關。它們大量的存在于動物的免疫細

胞如吞噬細胞中，是抵抗各種病原入侵動物體的重要參與因子。與此同時，動物中的抗菌

肽還是多功能的多肽，參與到動物其他生理活動中，發揮著不可或缺的作用。

抗菌肽來源于昆蟲 昆蟲不像高等動物那樣具備高效、專一的免疫體系，不具備B、T

淋巴細胞系統，也不具備免疫球蛋白及其補體成份的存在。然而，昆蟲在長期的演化過程

中形成了其自身獨特的免疫體系。抗菌肽是天然免疫體系的重要組成部分。昆蟲是抗菌肽

目前分離出最多抗菌肽種類，最早被分離鑒定的抗菌肽為1981年公布氨基酸序列的惜古比

天蠶抗菌多肽。除了這類天蠶素抗菌肽，此后在昆蟲中還發現了昆蟲防御素、富含脯氨酸

殘基的昆蟲抗菌肽、富含甘氨酸的抗菌肽蠶蛾素等。

抗菌肽來源于哺乳動物 目前，在哺乳動物中發現的抗菌肽根據氨基酸的數量、半胱

氨酸的位置以及二硫鍵連接方式的不同主要有防御素和兩類。

抗菌肽來源于兩棲動物 兩棲類動物在皮膚的分泌物中存在的大量皮膚活性肽具有多

樣的生物學活性，其中大多數多肽類物質均具有一定的抗微生物活性，在進化上是一類非

常古老而有效的天然防御物質，也被歸類于抗菌肽。自從Zasloff在非洲爪蟾(Xenopus laevi)

的皮膚中發現了小分子抗菌肽以來，越來越多的抗菌肽從兩棲動物中分離鑒定出來。頗有

意思的是，在非洲爪蟾一種蟾蜍的皮膚中就有十多種抗菌肽，不僅在皮膚顆粒腺表達，而

且存在于胃黏膜和小腸道細胞。據不完全統計，目前已從無尾兩棲動物8個屬約40多種兩

棲類動物的皮膚中提取出了數百種抗菌肽。APD數據庫中就收錄了其中的500多種。

抗菌肽來源于魚類 魚類生活在富含各種微生物的水環境中。抗菌肽是它們在受到損

傷或病原入侵時迅速防御和殺傷入侵物質的重要的非特異先天免疫因子。首個從魚類中分

離的抗菌肽是1986年Lazarovici從Pardachirus marmoratus中分離到一種含有35個氨基

酸殘基抗菌肽(Pardaxin)。該肽是離子型神經毒素，由該肽衍生出一系列具有比蜂毒素抗

菌活性更強、溶血活性更低的抗菌活性肽，還有來源于雜交斑紋鱸魚皮膚的(Piscidins)、

海鰻的一種多肽LCRP(Lamprey corticostatin．related peptide)。

5、其他來源的抗菌肽 從其他動物中也分離得到許多的抗菌肽。例如，從熱帶捕獵蛛

(Cupiennius salei)的毒腺中分離得到0／,螺旋的抗菌肽，從蝦類中分離出的抗菌肽對蝦素

Penaeidins的研究受到非常廣泛重視。同樣，不論在蝦類中還在凡納對蝦(L vannamei)和

南美白對蝦(L stylirostris)中，人們發現了具有抗真菌活性的3種陰離子抗菌肽。而從貝類

中也分離出抗菌肽，從地中海貽貝的血液中分離出抗菌肽myticin A：從原索動物海鞘中發

現的抗菌肽tyelinsB¨與所有其他的物種一樣。鳥類中也分離出了多種抗菌肽。從王企鵝的

胃中分離出來的2個抗菌肽被命名為spheniscins∞1。所以，抗菌肽在各個物種中分布廣泛，

也顯示出抗菌肽可能應用的前景非常廣泛，對抗菌肽的研究更加具有實用的意義。

凱薩林素是皮膚上另外一個主要的抗菌肽族群。它們可以破壞細菌、真菌和病毒的外

膜結構，還具有多種免疫調節活性。同防御素類似，它們可以促進細胞遷移，協調多種炎

性反應。人類和小鼠3號染色體上的單基因控制凱薩林抗菌素的表達，其表達產物人陽離子

抗菌蛋白-18(human cationic an—timicrobial pmtein 18，hcAP—18)是中性粒細胞顆

粒中主要的成分，中性粒細胞中的蛋白酶的水解作用導致了LL-37(由37個氨基酸殘基組成，

兩端均為亮氨酸殘基，是人體內唯一的凱薩林素)的產生”。紅斑狼瘡，銀屑病，特應性皮

炎等會引起LL一37的產生，如果患者皮膚上缺少了正常的凱薩林素，病情就會加重。已經

證明LL．37對革蘭氏陽性和陰性菌都具有廣譜殺菌活性。