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【修订】 21世纪是多肽的世界

西方营养学——蛋白质与肽 │ 2009-11-20 13:36:31

 

在新世纪即将到来之时，应科技部朱丽兰部长的邀请，美国著名科学家、诺贝尔奖获得者朱棣文博士来到北京畅谈21世纪的生物工程。朱博士讲：下一个世纪的生物工程就是研究基因工程与蛋白质工程。

众所周知，蛋白质是一切生物细胞中最重要的有机物质之一，是细胞结构中最重要的物质。不同蛋白质的存在构成了生命的多样性。如最大量的一类蛋白质是酶，它是生物代谢的推动者；结构蛋白构筑了生物的机体，而机体的运动又是由肌动蛋白和肌球蛋白来推动的；运载蛋白把氧、药物、营养因子、金属离子等多种物质运送到机体的各部分，同时把代谢产物运出体外；营养蛋白就像仓库，贮存了大量营养以备人体不时之需。

所有的生物，从最简单的病毒到最高级的人类，它们千变万化的蛋白质都是由相同的20种氨基酸组成，也就构成了千姿百态的蛋白质世界。生物学在对蛋白质的深入研究过程中，发现一类由氨基酸构成但又不同于蛋白质的中间物质，这类具有蛋白质特性的物质被称作多肽。生物化学家给多肽的简单定义：氨基酸能够彼此以酰胺键（也称肽键）相互连接的化合物称作肽。一种肽含有的氨基酸少于10个就被称为寡肽，超过的就称为多肽。氨基酸为50多个以上的多肽称为蛋白质。可见蛋白质工程从某种意义上讲就是研究多肽。

 

1、多肽与蛋白质多肽和蛋白质只有肽链长短之别，二者间没有严格的区分。

蛋白质在由氨基酸构成的时候，是一个立体的多维结构，其中有一条主骨架，这个主骨架就是多肽链（也称主链）。因此，任何一种蛋白质和其对应的多肽主链的原子是相同的，而侧链就不完全相同。

多肽与蛋白质功能有些不同，首先多肽是体现信息的使者，以引起各种各样的生理活动和生化反应的调节。1952年，年轻的生物化学家StanleyCohen在研究将肉瘤植入小鼠胚胎中时，发现小鼠交感神经纤维生长加快，神经节明显增大这一现象。至此，相当长一段时间认为是核酸的作用。直到1960年才发现是一种类似于蛋白质的物质即多肽在起作用，并称之为神经生长因子（NGF）。

其次，多肽生物活性高，1×10－7mol／L就可以发挥活性，就是说1mL的多肽用一火车皮的水来溶解都仍然具有活性。如1928年发现的胆囊收缩素（CCK），在千万分之一含量的情况下仍然对胆总管有明显的收缩作用。

其三，分子小，易于结构改造，相对于蛋白质而言较易人工化学合成。被称之为中国生化第一技术的人工合成胰岛素就是一种51肽。

其四，可以透过多肽的片断来深入研究蛋白质的性质，并且为改变和合成新的蛋白质提供基础材料。    

 

2、多肽的世界    

1986年的诺贝尔生理学奖颁给了发现多肽生长因子（NGF）的StanleyCohen，表彰他为基础科学研究开辟了一个具有广泛重要性的新领域。多肽是涉及生物体内各种细胞功能的生物活性物质。自从生物化学家用人工方法合成多肽40多年以来，伴随着分子生物学、生物化学技术的飞速发展，多肽的研究取得了惊人的、划时代的进展。人们发现存在于生物体的多肽已有数万种，并且发现所有的细胞都能合成多肽。同时，几乎所有细胞也都受多肽调节，它涉及激素、神经、细胞生长和生殖等各个领域。

今后相当一段时间，人类对于多肽的研究和应用将出现一个辉煌的时期，所以说21世纪是一个多肽的世界。

神经系统中，神经肽是人和动物生长和激素调节的重要物质。例如：P物质能兴奋平滑肌和由于舒张血管而降低血压；神经紧张肽（NT）能降低血压，对肠和子宫还具有收缩作用，它能在不影响生长激素或促甲状腺素释放的情况下增加LH和FSH的分泌；内啡肽与脑啡肽的衍生物有着很强的镇痛作用；1975年Monnier发现的催眠肽（DSIP）是唯一没有副作用的多肽，在高节律、高度紧张的社会中，睡眠不正常人群正在扩大，DSIP将是最好的选择。

在人体其他系统，多肽同样发挥着巨大的作用：促甲状腺素释放激素（TRH）是一种能促进产妇乳汁分泌的多肽。促性腺激素（LHRH）是一种能刺激女性器官中的黄体分泌，引起排卵并促进雌性激素合成的多肽。能治疗糖尿病、胃溃疡、胰腺炎的多肽是一种环状的14肽（SST）。生长激素（STH）或人体生长激素（HGH）是一种线型多肽，能治疗侏儒症。

发现于70年代的ACTH是24肽，在治疗风湿关节病、支气管哮喘和肾病中都有相当的价值。

临床上常用的催产素也是一种多肽。对于从事商业和科技工作的人来说，DBI衍生肽是一种最好的精神舒缓肽。

对于人体的免疫系统来说，多肽就显得更为重要和直接，已获广泛应用的白蛋白多肽、胸腺肽、血清胸腺因子（FTS）等均可以引起免疫T细胞的分化。

用于抵抗微生物的环孢菌素是一种环状的11肽，具有杀真菌和抗炎性质。

近年来在日本以及中国已开始使用糖肽辅助治疗肿瘤，其作用机理就是使淋巴系统活化。    

1983年Bolel等从鼠心肌的血浆中分离到心房肽ANP，在抗人类高血压疾病、抗水肿中，ANP可以改变人们传统的治疗思想。

降钙肽通过刺激骨形成细胞引起磷酸钙在骨架上的沉降，可以有效治疗骨萎缩。

从40年代发现第一个杆菌肽以来，未来的抗菌素将多出于多肽，它们不同于传统的抗菌素，抗菌肽作用专一，能从核酸和基因的角度去发挥作用。    

 

3、多肽与健康    

WHO在新千年之前呼吁：“21世纪人类最大疾病是生活方式的疾病”，多肽在改善和调整人们的生活方式方面将发挥极大的作用。

也许将来有一天，早上我们服用添加了维生素的多肽，为我们一天的工作提供旺盛的精力；

中午伴着简单的工作餐服用全面营养多肽，均衡我们的营养；

面对高脂肪、高蛋白、高热量的丰盛晚餐，我们服用降脂肽、胃肠满足肽，既解决对美味的渴望，又不会使我们不知节制；

入睡前就着牛奶把睡眠肽送下，好梦连连。

假日当你和朋友一起运动后，服下少许轻松肽让你迅速消除疲劳；

面对备考紧张的学子，母亲会送给他一盒甜甜的巧克力肽糖；

在电脑前留连的网虫，口里嚼着能抵抗荧屏幅射的多肽香口胶，畅游在因特网上；

爱美的女孩，多肽营养霜和面膜可以帮你留住青春；

风采动人的少妇，抗衰肽可以使你魅力永驻；

秋高气爽的重阳节，老龄人口含多肽人参片登高远行气不喘；

商场激战的巨子、政坛高论的政客，需要激情和理智，神怡多肽让你上九天揽月，下商海捞金；

美美的一杯激情肽定让幸福的夫妻更美满……    

 

这一切并不是科学家的幻想，而是正在走进你我的多肽世界。

 

近年来，替代医学、天然药物、自然疗法已开始被西方社会认识，美国FDA1999年开始，允许大豆蛋白制品标注可以预防心血管疾病的功能，这就意味着健康与保健品将被人类社会重新认识。

 

预防医学家告诉我们，投资健康将有最少6倍的收获，把一切疾病控制在萌芽状态是健康行业的重任，而多肽类生化保健品的商业化开发将是这个行业的最精彩篇章。

 

 

扩展阅读： 

　　

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