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肽科普:小分子活性肽是如何生产出来的?

发表时间:2020-01-22 11:47

小分子肽健康网科普:小分子活性肽是如何生产出来的?随着生物技术的发展,生产肽的方法也不断发展。现有的生产小分子肽的方法主要有一下几种:提取法、酸碱法、酶解法、合成法和基因法。

一、提取法:
20世纪五六十年代,世界许多国家,包括我国主要是从动物脏器获取肽。如胸腺肽,其生产方法是将刚生下来的小牛宰杀之后,割下其胸腺,然后用震荡分离的生物技术,将小牛胸腺中的肽震荡分离出来,制成胸腺肽针剂。这种胸腺肽被广泛应用于调节和增强人体免疫功能。

天然生物活性肽分部很广泛,自然界的动植物和海洋生物中都存在丰富的生物活性肽,发挥各种各样的生理功能,维持生命活动正常进行。这些天然生物活性肽包括抗生素、激素等生物体的次级代谢产物及各种组织系统存在的活性肽。

目前已经从人、动物、植物、微生物及海洋生物中分离出多种生物活性肽;然而,生物活性肽在生物体内含量一般是微量的,而且目前天然生物中分享纯化获得的活性肽工艺还不是很完善,导致成本很高,生物活性低;

多肽提取分离常用的方法包括:盐析沉淀法、超滤法、凝胶过滤法、等电点沉淀法、离子交换层析、亲和层析、吸附层析、凝胶电泳等,其主要缺点是操作复杂,成本较高。

二、酸碱法:

酸解法和碱解法多用于试验机构,而在这际生产中较少使用。碱解法水解蛋白,丝氨酸和苏氨酸等大部分氨基酸被破坏并且发生消旋作用,营养成分损失大,因此很少采用此法生产;酸解法水解蛋白不会引起氨基酸的消旋作用,水解速度快,反应完全彻底,但它的弱点是工艺复杂,很难控制,环境污染大,生产的多肽分子量分布不均,极不稳定,生理功能很难确定

三、酶解法:

多数生物活性肽是以非活性状态存在于蛋白质的长链中,当用特异蛋白酶水解时,其有活性的肽段就从蛋白氨基序列中释放出来。近几十年来,运用酶解方式从动植物、海洋生物中获取的生物法性肽一直是国内外研究的热点,已从中分离提取出具有免疫调节、抗氧化、抑菌、降血压、抗血脂、抗肿瘤等多种生物活性肽。
酶解法生产生物活性肽是通过选择适当的蛋白酶,以蛋白质为底物,将蛋白质酶解,即可得到大量具有各种生理功能的生物活性肽。在生产过程中,温度、PH值、酶浓度和底物浓度等因素与小肽酶解生产效果密切相关,其中最关键的是酶的选择。酶解法使用的酶不同、酶的选择与配方不同、酶解的蛋白质不同,所获得的多肽品质、分子量分布和氨基酸组成也大不相同。通常人们选用胃蛋白酶和胰蛋白酶等动物蛋白酶,也可以使用植物蛋白酶,如菠萝、木瓜蛋白酶。随着科技的发展和生物酶解技术的创新,还有很多酶将被不断的发现和利用。
酶解法以其技术成熟、投入较低而在生物活性肽的制备中得到广泛的应用,

四、合成法:

化学合成法,化学合成法对于合成50个氨基酸的多肽有显著的优势,其生产技术的发展极大地推动了多肽药物的发展。多肽的化学合成法主要分为液相法和固相法。液相法合成主要在液体中进行,故称为液相合成法,有逐步合成和片段合成两种。对于由较少氨基酸组成的多肽,采用液相合成方法速度快、纯度高,且能大量合成。液相合成法是经典的合成方法,其优点是保护基选择较多、成本低廉和合成规模容易放大。自1963年Merrifield成功发明了固相合成多肽以来,经过不断的改进和完善,到今天固相合成法已经成为多肽和蛋白质工程中的一项重要、常用的技术,表现出了经典液相合成法无法比拟的优点。固相法是把要合成的多肽中一端的氨基酸羧基、氨基或侧链基附着在固体载体上,然后从氨基端或羧基端逐步增长肽链的方法。与液相法相比,固相法具有操作简单,能够实现自动化操作的优点。

酶合成法,是指用蛋白酶催化合成肽。在活性肽的酶合成法中,最广泛应用的酶是丝氨酸和半胱氨酸内切酶。酶法合成与化学合成方法相比,具有在温和条件下进行,专性强,区域选择性高、毒性小、无消旋作用等特点。酶促肽合成具有其不可替代的优势,但反应周期长、生产效率低等缺点使得依靠酶法进行肽保成还远不能满足工业生产的需要,在实际生产中酶法合成的应用仍然有限。

五、基因工程法:

基因工程法指从动植物或海洋生物基因组中分离出带有目的基因的DNA片段,然后将DNA片段克隆至适当载体并采用特定方法将其导入受体细胞,通过细胞表达获得所需要的活性肽或将外源基因插入到噬菌体基因序列中,使得多肽以整合蛋白形式表达噬菌体颗粒表面经加工和纯化后获得。基因工程法合成多肽具有高表达、产量高和成本低等优点,可以得到高纯度、疗效好且具有天然活性的多肽类药物。此方法已被用于生产多肽药物,如胸腺肽、干扰素、白细胞介素等。与化学合成相比,基因工程法更适于长肽的制备。

注:本文属于科普文章,小分子肽不具有治病作用,目前并未取得保健号,只是一款营养食品,请各位读者知悉。



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