植物源ACE抑制肽研究进展
茹佳 陈婷婷 刘乃祯 胡静雯 李柔 李傲 李景 李黎
摘 要：目前治疗高血压药物均存在一定副作用，而植物源ACE抑制肽成本低、资源丰富、安全性好等优点，成为研究关注的焦点。该文综述了植物源ACE抑制肽作用机制、制备方法、活性评价方法和国内外最新研究进展，旨在为植物源ACE抑制肽的进一步开发和利用提供参考。
关键词：植物源;ACE抑制肽;肽序列
中图分类号 Q946.1 文献标识码 A文章编号 1007-7731（2021）12-0023-03
Research Progress of ACE Inhibitory Peptides from Plants
RU Jia et al.
（Department of the Food Engineering， Tianshi College， Tianjin 301700， China）
Abstract： At present， there are some side effects in the treatment of hypertension drugs. The ACE inhibitory peptides from plants have become the focus of researchers due to their low cost， abundant resources and good safety. In this paper， the mechanism of action， preparation methods， activity evaluation methods and the latest research progress at home and abroad of ACE inhibitory peptides from plants were reviewed in order to provide reference for the further development and utilization of ACE inhibitory peptides from plants.
Key words： Plants; ACE inhibitory peptides; Peptide sequence
植物源性蛋白质可制备具有降压效果的血管紧张素转化酶（ACE）抑制肽，因其成本低、安全性好、无副作用，而成为研究热点。近几年国内外研究学者，以大豆（粕）、玉米、棉籽、杏仁、核桃（粕）等[2-5]农作物或农作物副产品为原料，获得了具有较好活性的ACE抑制肽。
1 ACE抑制肽作用机制
ACE是一种膜结合锌金属二肽酶，属于糖蛋白，其广泛分布于人体和血浆，存在3种不同的形式，均由同一基因编码。第1种形式是体细胞ACE（somatic ACE，sACE），广泛存在于各种组织，含有1306个氨基酸殘基，分子量为149.723KD，其结构由5部分构成，包括N端信号肽（1-30氨基酸残基）、2个同源催化中心（N端和C端）、亲脂跨膜区（1257-1276氨基酸残基）和细胞内结构区域。第2种和第3种形式表达于睾丸组织和成熟的精子细胞中，称为睾丸ACE（testic ACE，tACE），分别含732和739氨基酸残基[6]。
人体血压调节包括肾素血管紧张素系统（RAS）和激肽释放酶-激肽系统（KKS），血管紧张素转换酶（ACE）在血压调节过程中扮演着2个角色，一方面它可以催化缓激肽的裂解，使之失活，而缓激肽是一种血管扩张剂;另一方面ACE可以使无活性的血管紧张素I的C-末端水解2个氨基酸后转变成有活性血管紧张素Ⅱ，血管紧张素Ⅱ可以降低血液的流速，减少肾脏水分和盐的分泌，会导致血管平滑肌收缩，引发高血压。这方面都会造成人体血压升高[7]，可知ACE在高血压发生、发展过程中具有重要作用，因而ACE成为众多降压药物作用的靶点。
食源性ACE抑制肽可通过抑制ACE的酶活性，达到降压的效果。ACE抑制肽一方面可与ACE的活性位点竞争性结合[8]，阻止底物与之结合，从而抑制ACE酶活性，另一方面也可通过与其他位点结合，形成酶-抑制剂的复合物，改变ACE构象，阻止其催化生成有活性血管紧张素Ⅱ，从而降低血压。
2 植物源ACE抑制肽制备方法
ACE抑制肽的制备方法主要有直接提取法、酶解法、微生物发酵法、重组DNA法、化学合成法等，植物源ACE抑制肽制备较常用方法为酶解法。酶解法具有反应条件温和、专一性高、水解程度容易控制，副产物少，不同酶作用位点不同可获得不同抑制活性的ACE抑制肽等方面优点，因而应用较多。用于植物源ACE抑制肽制备的酶有碱性蛋白酶、中性蛋白酶、复合蛋白酶、胰蛋白酶、风味蛋白酶、木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶，其中碱性蛋白酶是在众多研究者研究过程中最常用、效果较好的酶。如Zhu Z等[9]采用6种不同的蛋白酶水解杏仁蛋白，其中碱性蛋白酶所得产物ACE抑制率最高，为82±0.14%。Liu W等[10]采用碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶、中性蛋白酶和胃蛋白酶水解芝麻粕，其中碱性蛋白酶水解液ACE抑制率最高。
也有少数研究者选用直接提取法和微生物发酵法。直接提取法主要应用于一些发酵食品，富含蛋白质的植物原料在经发酵后含有较强活性的ACE抑制肽，可以直接提取。提取法的原理为多肽在高浓度盐溶液中凝聚并析出沉淀，选择硫酸铵盐析沉淀多肽，然后进行超滤获得所需要的肽。例如Lau C C等[11]采用硫酸铵沉淀法获取香菇中多肽，后联合反相高效液相色谱和尺寸排阻色谱进行分离，得到ACE抑制肽。Moayedi A等[12]采用枯草芽孢杆菌发酵番茄渣，得到IC50值为1.5mg/mL的发酵产物，后应经尺寸排阻色谱分离，MALDI-TOF质谱分析，确定具有高ACE抑制活性肽的分子量范围为500～800Da。
3 植物源ACE抑制肽活性评价方法
ACE抑制肽抑制活性评价方法目前主要采用体外检测和动物实验（体内检测）2种方法进行评价。
体外检测有3种方法：可见光分光光度法、紫外分光光度法和高效液相色谱法，其中可见分光光度法因容易受到样品干扰，不适用于蛋白质水解物或ACE抑制肽的测定。紫外分光光度法和高效液相色谱法测定原理相同，都是依据ACE可酶解马尿酰-组氨酰-亮氨酰（Hip-His-Leu）生成马尿酸，当ACE酶活性受ACE抑制肽抑制后，其与Hip-His-Leu反应受抑制，生成马尿酸减少，来判断ACE抑制肽的抑制活性。植物源ACE抑制肽活性评价方法主要为紫外分光光度法和高效液相色谱法。
动物实验有2种方法：一种是对已麻醉的大鼠静脉注射六甲铵（降压药），以除去与肾素-血管紧张素无关的调节系统的影响，再静脉注射ACE抑制剂和ATI，测定大鼠血压的变化量的来反映ACE抑制剂的作用。另一种方法是采用原发性高血压鼠（spontaneously hypertensive rats，SHR）为实验对象，通过测量其摄入ACE抑制剂前后的动脉收缩压和舒张压来反映ACE抑制剂的作用。如Ariza-Ortega等[13]使用3个不同大豆中分离得到的肽片段单次腹腔给药SHR 2h后，其血压降低。
4 植物源ACE抑制肽
植物性原料是天然ACE抑制肽的丰富来源，我国作为农业大国，盛产富含蛋白质的农作物如大豆、花生、玉米、棉花等，还有坚果类、菌菇类食物，这些植物性原料富含蛋白质且蛋白质构成各异。研究表明，当ACE抑制肽其C末端为疏水性氨基酸时，其ACE抑制活性较高[14]。植物蛋白富含与降血压作用有关的缬氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、甲硫氨酸等疏水性氨基酸[15]，是制备ACE抑制肽的良好材料。Wen?Ying Liu[16]等采用碱性蛋白酶和中性蛋白酶酶解玉米蛋白粉，获得小分子多肽产物，具有ACE抑制活性，其ACE的半抑制浓度为0.27±0.05mg/mL，通过液相色谱-串联质谱法（LC–MS/MS）鑒定出12个多肽，Leu-Ser-Pro-Tyr、Leu-Asn-Ser-Pro-Ala-Tyr、Tyr-Gly-Pro-Gln、Pro-Tyr、Ala-Tyr-Pro-Glu、Thr-Tyr-Ser-Gly-Pro-Lys、Ala-Tyr-Pro-Gln、Leu-Ala-Tyr-Pro-Gln、Ala-Gln-Gln、Ser-Ala-Pro、Asn-Ala-Pro和Val-Asn-Ala-Pro。封张萍[17]等，采用胰蛋白酶酶解大米蛋白，获得大米蛋白水解液ACE抑制率达75.17%。，经测定其半抑制浓度为1.5710mg/mL，经MALDI-TOF/TOF-MS分析鉴定活性肽的氨基酸序列Val-Pro-Phe-Arg-Pro（VPFRP）。近些年研究获得的具有ACE抑制性的植物源ACE抑制肽序列见表1。
5 展望
随着高血压病患数量的增多，其高并发症致残和致死率，已成为我国家庭和社会的沉重负担。植物源ACE抑制肽以其成本低、资源丰富、安全性好等优点成为研究关注的焦点。目前对植物源ACE抑制肽研究仍停留在制备和结构序列上，对其抑制作用机制研究较少。如何从资源丰富的植物原料中获取高ACE抑制活性并具有开发价值的降压肽依然需要进一步的研究。相信随着代谢组学、蛋白质组学和全基因组学技术的兴起，会带动植物源ACE抑制肽作用机制的更深入研究，从而解决目前临床应用的ACE抑制肽较少的情况。植物源ACE抑制肽在我国存在着天然的资源优势，其未来发展前景广阔，存在巨大潜力。
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