唐鵬杰，韓秋煜，包 斌，包春玲，吳文惠,

（1.上海海洋大學(xué)食品學(xué)院，上海 201306；2.上海健康醫(yī)學(xué)院附屬第六人民醫(yī)院東院婦產(chǎn)科，上海 201306）

海洋結(jié)構(gòu)多樣、動植物資源豐富，是新型功能化合物重要來源[1]。自20世紀(jì)70年代以來，已有數(shù)千種新化合物從海洋動植物（如烏賊、海兔、?？?、海藻和海綿等）中分離出來。海洋肽提取自海洋動植物，其具有一定功能特性，可用于預(yù)防某類疾病，其療效好，副作用少，與其他治療藥物相比具有很大的優(yōu)勢[2-3]。海洋生物活性肽的活性取決于其氨基酸組成和序列。據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道，3～20個氨基酸組成的短肽展示出優(yōu)良的抗氧化[4-5]、抗腫瘤、免疫激活[6]、抑菌[7]等活性[8-10]。因此，開發(fā)新的肽類藥物非常重要。近些年，學(xué)者們對海洋天然產(chǎn)物中具有潛在健康益處的海洋生物活性肽產(chǎn)生了濃厚的興趣。本文綜述了從海洋中提取、分離和純化活性肽的方法及部分海洋生物活性肽活性的研究進(jìn)展，以為海洋生物活性肽在預(yù)防和治療疾病等方面提供一些參考。

1 海洋生物活性肽的制備

海洋生物活性肽產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)及如何提高活性一直是國內(nèi)外學(xué)者研究的熱點(diǎn)。目前，制備海洋生物活性肽的主流方法有溶劑萃取法、化學(xué)水解法、酶解法、微生物發(fā)酵法、化學(xué)合成法。其中酶解制備運(yùn)用最為廣泛，具有操作簡單、高效、安全、專一性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)[11]。一些學(xué)者通過重組DNA和化學(xué)合成等技術(shù)大規(guī)模生產(chǎn)特定序列活性肽，利用不同技術(shù)組合使用獲得高純度、高產(chǎn)率海洋生物活性肽，這將是未來海洋生物活性肽制備發(fā)展的新趨勢[12]。

1.1 化學(xué)水解法

根據(jù)海洋生物活性肽的極性及溶解度，可以選擇合適溶劑或多種溶劑組合使用來獲取目的蛋白肽。此外，加入適量的酸堿通?？梢蕴岣叩鞍纂奶崛÷省oshi等[13]通過6種不同溶劑（甲醇、乙醇、丁醇、乙酸乙酯、己烷、丙酮）對3種可食用雙殼類生物進(jìn)行蛋白肽提取，發(fā)現(xiàn)甲醇提取的抗菌肽對13種不同的病原菌抗菌效果最好。同樣，Sruthy等[14]通過改進(jìn)后的乙酸-丙酮沉淀法從印度刺鯧（Psenopsis cyanea）中分離出抗菌肽。本著綠色、健康、可持續(xù)原則，許多學(xué)者提倡使用環(huán)保材料，如氯化膽堿-草酸（DES），在一項(xiàng)鱈魚皮中提取膠原蛋白肽的研究中，Bai等[15]使用的DES提取率高達(dá)96%以及100%的回收率，但提取方法效率低，耗時長。為克服該問題則需要一種新穎、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、高特異性的蛋白肽提取方法，可結(jié)合新型物理技術(shù)，如超聲、微波等，來提高提取率。總之，傳統(tǒng)的溶劑萃取法雖然簡單方便，但存在使用的有機(jī)溶劑昂貴且有毒以及獲取的目的海洋生物活性肽降解現(xiàn)象等缺點(diǎn)。因此使用綠色有機(jī)溶劑配合新技術(shù)輔助提取來減少有毒溶劑的使用和提高天然海洋生物活性肽回收過程中的環(huán)境安全性。

1.2 酶解法

酶解法是制備海洋生物活性肽最常用的方法，該方法專一性強(qiáng)，獲得蛋白肽穩(wěn)定，被廣泛運(yùn)用于化工、食品、制藥等行業(yè)。Wang等[16]發(fā)現(xiàn)通過木瓜蛋白酶預(yù)處理的泥鰍肽，再經(jīng)胃蛋白酶和胰蛋白酶的消化，其抗氧化活性顯著提高。蛋白酶酶解效果與pH、酶類型、蛋白來源、濃度、提取條件都有著很大關(guān)聯(lián)，通過優(yōu)化這些條件可以提高海洋生物活性肽的得率及提高海洋生物活性肽活性[17]?；陧憫?yīng)面Box-Behnken設(shè)計(jì)優(yōu)化帶魚魚糜肽的水解條件，在酶濃度1858.8 U/g，酶解時間12 h，酶解溫度44.7 ℃時，抗氧化活性最好。Fang等[18]研究了胃蛋白酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶、堿性蛋白酶和風(fēng)味蛋白酶5種蛋白酶對魷魚蛋白進(jìn)行酶解，木瓜蛋白酶制備的抗氧化肽DPPH自由基清除能力最強(qiáng)；優(yōu)化后酶解條件后（酶濃度1.74%、反應(yīng)溫度51 ℃、反應(yīng)時間46 min），酶解物DPPH自由基清除活性提高了24.77%，且可以顯著抑制脂質(zhì)過氧化。Sinthusamran等[19]探索發(fā)現(xiàn)不同酶解工藝對太平洋白對蝦頭和胸部酶解物的蛋白回收率和抗氧化活性有著直接的影響。上述研究表明，酶解制備海洋生物活性肽具有能有效獲取特定活性肽段，專一性強(qiáng)，保障實(shí)驗(yàn)穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)。其中堿性蛋白酶和胃蛋白酶在制備海洋生物活性肽中運(yùn)用最為廣泛，堿性蛋白酶制備具有特異性酶切位點(diǎn)多，制備海洋生物活性肽分子量小等優(yōu)點(diǎn)，胃蛋白酶制備的帶有疏水性氨基酸殘基多肽通常生物活性高。除此之外，多酶聯(lián)用及不同酶解工藝也是影響其制備海洋生物活性肽活性的關(guān)鍵因素。

1.3 微生物發(fā)酵法

微生物發(fā)酵法是將微生物接種于原料蛋白上，通過微生物（如細(xì)菌或酵母）和內(nèi)源性蛋白水解酶對底物蛋白進(jìn)行分解反應(yīng)后，釋放大量活性肽。如乳酸菌和枯草芽孢桿菌在發(fā)酵過程中通常會改變底物蛋白質(zhì)的組成和含量且釋放出大量活性肽。Shin等[20]發(fā)現(xiàn)海洋鏈霉菌與海洋芽孢桿菌共同培養(yǎng)時會產(chǎn)生兩種新的含哌嗪酸環(huán)肽。影響微生物發(fā)酵的重要因素有微生物菌株類型、蛋白質(zhì)來源、發(fā)酵時間和溫度等。例如，Venegas-Ortega等[21]的研究表明乳酸菌發(fā)酵中細(xì)胞壁結(jié)合蛋白酶（PrtP家族）在參與海洋生物活性肽制備中起到關(guān)鍵作用，此外原蛋白酶表達(dá)依賴于生長培養(yǎng)基中的酪蛋白胨濃度，且在菌株L.hevelticusH9生長階段發(fā)現(xiàn)了兩種不同的PrtP基因表達(dá)模式，并與α-和β-酪蛋白的裂解有關(guān)。Xiang等[22]也指出微生物菌株類型，發(fā)酵條件及發(fā)酵過程中產(chǎn)生的活性肽功能性和IC50值均能夠提高活性肽產(chǎn)量。如常用革蘭氏陽性球菌（乳酸桿菌、片球菌、鏈球菌）發(fā)酵魚類，獲得海洋生物活性肽產(chǎn)量高，活性強(qiáng)且風(fēng)味佳。此外發(fā)酵溫度＞25 ℃時，海洋生物活性肽產(chǎn)率會顯著增加。同樣，Petlada等[23]證明了發(fā)酵時間會影響從魚露副產(chǎn)物中分離的肽的抗氧化活性和ACE抑制活性?，F(xiàn)代發(fā)酵技術(shù)高速發(fā)展、日益成熟，相比于酶工程技術(shù)，具有能耗低、環(huán)保、廢水產(chǎn)生量少等優(yōu)點(diǎn)，但易受微生物污染。

1.4 化學(xué)合成法

多肽合成方法大致分為2類：固相多肽合成法和液相多肽合成法。Merrifield于1963年提出的固相多肽合成法運(yùn)用最為廣泛，其原理是以樹脂為固相載體，將固定在保護(hù)基團(tuán)的氨基酸通過羧基相連，接著對氨基進(jìn)行脫保護(hù)后，再以同樣方法與下個氨基酸的羧基相連，以此來延長肽鏈，從而合成目的多肽。Pettit等[24]從截尾海兔（Dolabella auricularia）中分離得到一種九肽——海兔毒素，具有顯著抗腫瘤的活性成分，但在生物體中含量極低，生產(chǎn)研究中通常采用固相多肽合成法進(jìn)行合成。人工全合成海鞘（Trididenumsp.）的Didemin B是由7個氨基酸和2個羧酸組成的帶有分枝的環(huán)縮肽，具有很強(qiáng)的抗病毒、抗腫瘤活性。從海綿中分離出來的Bengamides B，少劑量就可抑制腫瘤細(xì)胞生長及人乳腺癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移。但由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不穩(wěn)定，難以進(jìn)行人工合成。進(jìn)而，部分學(xué)者轉(zhuǎn)向研究合成其類似物，如LAF389等。Towbin等[25]對LAF389進(jìn)行了人工合成并進(jìn)行活性分析，利用蛋白組學(xué)對LAF389的生理活性進(jìn)行定位測試，結(jié)果發(fā)現(xiàn)甲硫氨酸氨基蛋白酶在抗腫瘤過程中起著關(guān)鍵作用。在海洋生物中存在的天然抗腫瘤和抗癌肽都是極其微量的，通過常規(guī)的化學(xué)水解法、酶解法和微生物發(fā)酵法均難以獲得，因此化學(xué)合成法成為了制備獲得小分子抗腫瘤和抗癌肽不可缺少的手段之一。此外，化學(xué)合成法不應(yīng)只關(guān)注海洋生物天然存在的多肽及蛋白質(zhì)的研究，還應(yīng)多通過對非自然存在的氨基酸以及氨基酸殘基的定點(diǎn)突變和肽段活性位點(diǎn)轉(zhuǎn)移來構(gòu)造出高活性海洋生物活性肽，以此來滿足人們的需求。

2 海洋生物活性肽的分離純化

海洋生物活性肽分離主要根據(jù)其蛋白分子量及極性進(jìn)行分離。其方法主要有3大類：膜分離技術(shù)、色譜分離技術(shù)、毛細(xì)管分離技術(shù)。

2.1 膜分離技術(shù)

膜分離技術(shù)是一種蛋白肽在壓差驅(qū)動的膜系統(tǒng)中的滲透和保留的技術(shù)。根據(jù)過濾精度，可分為：微濾（0.1～10 μm）、超濾（0.001～0.1 μm）、納濾（0.001 μm）和反滲透（0.0001 μm）。微濾屬于粗過濾，常用于大分子海洋生物活性肽的粗過濾[26]。納濾可有效截留二價以上的離子和其他顆粒，脫鹽率高，常用來分離低分子量海洋生物活性肽。反滲透由于其精度較高，廢水率高，通常不用來制備海洋生物活性肽。在分離純化時，通常會將酶水解、微生物發(fā)酵等技術(shù)與膜分離技術(shù)相結(jié)合[27]，以獲得純度較高的海洋生物活性肽。

Jiang等[28]利用復(fù)合酶水解藍(lán)圓鲹（Decapterus maruadsi）肌肉蛋白制備抗氧化肽時，發(fā)現(xiàn)利用超濾技術(shù)分離時，分子量較小的肽（＜5 kDa）具有更高的抗氧化活性。Je等[29]也證實(shí)超濾技術(shù)復(fù)合酶水解技術(shù)，可有效提高大腹海馬（Hippocampus abdominalis）水解物肽（＜5 kDa）的雄性功能。超濾技術(shù)的使用提高了小分子肽的有效濃度，有助于提高海洋生物活性肽的特殊功效。

然而，膜過濾技術(shù)也存在各種問題，如半透膜與疏水肽之間的相互作用、膜的污染和堵塞、難以獲得純肽以及需要大量樣品等問題。對此，不少學(xué)者將膜過濾技術(shù)與電滲析[30-31]、多步循環(huán)膜反應(yīng)器[1]、色譜分離等其他技術(shù)相結(jié)合[32]，從而來分離純化高純度功能活性肽。

2.2 色譜分離技術(shù)

色譜分離技術(shù)常用于分離和純化混合物中的化合物，基于樣品與流動相和固定相之間的相互作用，進(jìn)行分離保留。根據(jù)海洋生物活性肽分子特性，將其分為四種分離技術(shù)，即離子交換、液-固吸附、液-液分配和尺寸排阻技術(shù)。Sudhakar等[33]通過離子交換和凝膠色譜法對印度洋烏賊（Loligo duvauceli）水解產(chǎn)物進(jìn)行分離純化，發(fā)現(xiàn)純化后的海洋生物活性肽表現(xiàn)出很強(qiáng)的自由基清除、金屬螯合和還原能力，并且通過電噴霧質(zhì)譜法測定該肽分子量（682.5 Da）和氨基酸序列（Trp-Cys-Thr-Ser-Val-Ser）。此外，該肽還可以有效防止DNA損傷并抑制脂質(zhì)過氧化。Kim等[34]通過使用凝膠過濾色譜法和RP-HPLC（C18柱）從海鞘（Halocynthia roretzi）蛋白酶解物中分離純化得到了3種抗氧化肽組分并通過液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜（LC-MS/MS）對其進(jìn)行鑒定（LEW，MW=446.2 Da；

MTTL，MW=464.2 Da；YYPYQL，MW=845.4 Da）。在這3種肽中，5 mmol/L LEW表現(xiàn)出最高的DPPH自由基清除活性（75%）。綜上可知，色譜技術(shù)是分離海洋生物活性最常用的技術(shù)之一，能有效分離和純化多種所需特定海洋生物活性肽段。

2.3 毛細(xì)管電泳技術(shù)

毛細(xì)管電泳技術(shù)（CE）是一種基于m/z值分析肽的分析技術(shù)。它所使用是簡單的熔融石英毛細(xì)管（通常為100 cm×100 μm），具有快速、成本低、效率高、分辨率高和選擇性高等優(yōu)點(diǎn)，該技術(shù)常被視為色譜法的補(bǔ)充技術(shù)。Pero-Gascon等[35]開發(fā)出一種含鎳的固定化金屬親和固相萃取與毛細(xì)管電泳-質(zhì)譜聯(lián)用（IMA-SPE-CE-MS）方法，從胰蛋白酶中選擇性富集組氨酸肽，該方法使用α-酪蛋白進(jìn)行了優(yōu)化，并使用其他標(biāo)準(zhǔn)蛋白（β-酪蛋白和κ-酪蛋白）進(jìn)行了驗(yàn)證，后來在大腸桿菌（E. coli）全細(xì)胞裂解物上進(jìn)一步測試了該方法。盡管Pero-Gascon等開發(fā)的IMA-SPECE-MS方法具有眾多優(yōu)點(diǎn)，但與CE相似，也存在靈敏度不足和檢測限低等缺點(diǎn)，這點(diǎn)有待改善。

3 海洋生物活性及構(gòu)效關(guān)系

目前已從海洋生物中提取分離出多種海洋生物活性肽，并對其進(jìn)行了活性鑒定及構(gòu)效關(guān)系研究，如表1所示。

表1 典型海洋生物活性肽Table 1 Typical marine bioactive peptides

3.1 抗氧化肽

活性氧（ROS）是生物體內(nèi)正常的代謝副產(chǎn)物，正常狀態(tài)下是處于一個平衡狀態(tài)，當(dāng)這個平衡狀態(tài)被打破時會處于氧化應(yīng)激狀態(tài)。氧化應(yīng)激常與許多慢性疾病有著直接或者間接的關(guān)系，如心血管疾病、糖尿病、類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎等疾病。此外，近年Vaccaro等[36]通過蒼蠅和小鼠實(shí)驗(yàn)探索發(fā)現(xiàn)ROS不僅與睡眠剝奪有關(guān)，而且是死亡的驅(qū)動因素；通過服用抗氧化劑可以防止ROS在腸道積累，從而推斷沒有睡眠的生存也是有可能實(shí)現(xiàn)的。

海洋抗氧化肽作為一種安全性高、穩(wěn)定性高的抗氧化劑，備受人們關(guān)注?？寡趸捏w外抗氧化能力主要體現(xiàn)在自由基清除能力、抑制脂質(zhì)過氧化能力、還原力、金屬離子螯合力、上調(diào)內(nèi)源性抗氧劑能力以及調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)抗氧化酶活能力等方面。海洋抗氧化肽通常是含有5～16個氨基酸殘基的寡肽，因?yàn)楣央囊淄高^細(xì)胞膜被人體吸收利用，安全性高，在生物學(xué)功能上均具有顯著優(yōu)勢。如Zheng等[37]發(fā)現(xiàn)從海參內(nèi)臟中提取的2個四肽（Val-Thr-Pro-Tyr和Val-Leu-Leu-Tyr）和1個六肽（Val-Gly-Thr-Val-Glu-Met）可以有效保護(hù)由羥自由基引起的DNA損傷。同樣，Wang等[38]在通過超濾從帶魚魚糜中提取的四種肽組分中，分子量＜3 kDa的肽組分在在弱酸性、堿性或鹽溶液中、在體外消化液中以及在加熱時表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性和高抗氧化活性。海洋抗氧化肽除了與分子量有關(guān)外，與氨基酸組成序列也密切相關(guān)。據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道，海洋生物活性肽N末端的疏水性氨基酸增強(qiáng)脂質(zhì)溶解度，易進(jìn)入靶器官發(fā)揮其功效，清除自由基能力顯著增強(qiáng)。海洋生物活性肽N末端的芳香族氨基酸殘基（Tyr、Phe、Trp）是作用于自由基清除的關(guān)鍵位點(diǎn)[39]，Yang等[5]采用堿性蛋白酶酶解黑鯊魚皮得到抗氧化肽（序列為Ala-Thr-Val-Tyr），發(fā)現(xiàn)ABTS陽離子自由基的抗氧化相互作用關(guān)鍵位點(diǎn)為N末端的Tyr。除此之外，海洋生物活性肽N端的Pro能夠向DPPH自由基提供質(zhì)子，從而阻止自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)[40-41]。海洋生物活性肽C端的Met氧化產(chǎn)物甲硫氨酸亞砜抗氧化效果明顯[42]。上述研究均表明低分子量的海洋抗氧化肽展現(xiàn)出更優(yōu)良的抗氧化活性，且海洋抗氧化肽中通常含有Met、Tyr、Leu、Phe、Trp、Ala和Glu。

3.2 抗糖尿病及降壓肽

糖尿病是一類以高血糖為特征的代謝類疾病，長期存在高血糖會誘發(fā)各種并發(fā)癥。糖尿病分為兩種類型：1型糖尿病和2型糖尿病。1型糖尿病屬于胰島素依賴型，其特征是它由胰腺β細(xì)胞破壞和胰島素分泌不足引起的細(xì)胞介導(dǎo)的自身免疫性疾病。2型糖尿病占糖尿病總病例絕大數(shù)約90%～95%，2型與胰島素分泌障礙和胰島素抵抗有關(guān)。目前對2型糖尿病治療通過口服降糖藥如格列美脲、瑞格列奈、吡格列酮等對降低胰島素抵抗或血糖濃度均有顯著作用，但與此同時，這些藥物也會導(dǎo)致患者出現(xiàn)低血糖、惡心、腹瀉等不良反應(yīng)。因此，開發(fā)出一種無副作用的抗糖尿病藥物是人們一直探索的方向。

最近的幾項(xiàng)研究表明，海洋生物活性肽可以有效緩解與糖尿病相關(guān)的綜合征。Harnedy等[43]發(fā)現(xiàn)鮭魚副產(chǎn)物的蛋白酶解物在體外表現(xiàn)出顯著的抗糖尿?。ù龠M(jìn)胰島素GLP-1分泌和抑制DPP-IV合成）。與Harnedy等研究類似，Gong等[44]研究表明海參胃和腸道消化水解物（＜3 kDa組分）可以改善3T3-L1細(xì)胞和高胰島素誘導(dǎo)的胰島素抵抗HepG2細(xì)胞的葡萄糖攝取，接著通過分子對接驗(yàn)證得出，海參胃和腸道消化釋放的肽與二肽基肽酶IV（DPP-IV）與抑制劑阿格列汀具有相似的結(jié)合模式。2015年，Chin等[45]比較了6種馬來西亞海藻的抗糖尿病能力，其中綠色海藻（H. macroloba）對α-葡萄糖苷酶活性抑制最為顯著（IC50值為6.388 mg/mL）。Sun等[46]在研究微藻（Chollrella pyrenoidosa）時發(fā)現(xiàn)，這種藻類對α-淀粉酶活性有中度抑制作用，對α-葡萄糖苷酶活性也有很強(qiáng)的抑制作用，并得出結(jié)論認(rèn)為Chollrella pyrenoidosa是一種潛在抗糖尿病藥物來源。海洋生物活性肽C末端Lys和Tyr以及倒數(shù)第二位的Pro和Cys在抑制血管緊張素轉(zhuǎn)換酶（ACE）活性中起著重要的作用[47]，此外，C端區(qū)含有Arg也是海洋ACE抑制肽的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)[48]，而海洋DPP-IV抑制肽多含疏水性氨基酸（Leu、Ile、Val、Pro）和芳香族氨基酸（Phe、Trp）[49]。Zhao等[50]發(fā)現(xiàn)含有2～4氨基酸且第一位點(diǎn)氨基酸為Trp或Phe是海洋降壓肽氨基酸組成特點(diǎn)。Ji等[51]從南極磷蝦蛋白中分離純化2種DPP-IV抑制肽（Ala-Pro和Ile-Pro-Ala）。上述研究清楚地揭示了海洋生物活性肽在糖尿病和高血壓治療中的潛在應(yīng)用。然而，仍需進(jìn)行人體臨床試驗(yàn)，以將海洋抗糖尿病肽從試驗(yàn)臺轉(zhuǎn)移到床邊，用于未來的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用。

3.3 抗菌肽

海洋抗菌肽抗菌活性與其氨基酸組成、陽離子電荷、分子量大小、疏水性、柔韌性和兩親性都有著重要關(guān)聯(lián)。通?？咕姆肿恿枯^小，含有10～50個氨基酸殘基，大多數(shù)由單個基因編碼，由核糖體合成，帶正電荷（+2～+9），疏水性氨基酸含量占比＞30%，并且還具有親水性和兩親性特征。海洋抗菌肽抗菌機(jī)制多是通過吞噬作用調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)，主動進(jìn)入細(xì)胞壁與靶點(diǎn)相互作用，殺死微生物，干擾核酸合成和破壞細(xì)胞質(zhì)膜[52]，從而達(dá)到抗菌效果。

不同來源的海洋生物活性肽對革蘭氏陽性和革蘭氏陰性菌株有不同的抗菌性能。Sruthy等[14]研究了從印度刺鯧（Psenopsis cyanea）中分離的抗菌肽，并證明了該抗菌肽可以有效抑制革蘭氏陽性和革蘭氏陰性菌株活性，尤其是在抑制革蘭氏陰性嗜水氣單胞菌活性方面有顯著效果。Oh等[53]研究發(fā)現(xiàn)從海洋雙殼類（Mytilus coruscus）中分離的抗菌肽對6種革蘭氏陽性細(xì)菌（蠟樣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、產(chǎn)氣莢膜梭菌、金黃色葡萄球菌、鏈球菌和變形鏈球菌）和4種革蘭氏陰性菌（大腸桿菌、銅綠假單胞菌、溶藻弧菌和肺炎克雷伯菌）的抗菌效果明顯，其中對枯草芽孢桿菌抑制最為顯著。Piscidins家族抗菌肽是海洋魚類獨(dú)有的，其富含的His可與脂質(zhì)雙層相互作用，從而形成兩親性α-螺旋結(jié)構(gòu)，進(jìn)而起到抗菌效果[54-55]。海洋抗菌肽富含的Cys通過形成二硫鍵來穩(wěn)定β-折疊結(jié)構(gòu)達(dá)到抗菌效果，Qin等[56]通過使用反相高效液相色譜法（RP-HPLC），從紫斑貽貝血淋巴中分離出一種具有55個氨基酸殘基的新型抗菌肽（分子量為6621.55 Da）。這種新型抗菌肽具有一個幾丁質(zhì)結(jié)構(gòu)域和由6個Cys殘基組成的3個分子內(nèi)二硫鍵，且該抗菌肽對真菌和革蘭氏陽性菌活性有顯著抑制作用。海洋抗菌肽不僅抗菌效果明顯且具有溶血活性，易進(jìn)入靶器官發(fā)揮其抗菌功效。Haug等[57]發(fā)現(xiàn)從海膽（Strongylocentrotus droebachiensis）、海星（Asterias rubens）和海參（Cucumaria frondosa）的不同組織部位提取物中均檢測出抑菌活性，且海星胃腸器官和卵以及海參卵中提取物的抑菌活性較高，此外，這3種海洋不同組織提取物均被檢測出具有溶血活性，尤其是在它們的體壁提取物中。由此推斷海洋是發(fā)現(xiàn)新型抗生素的潛在來源。

3.4 抗癌肽

每年因癌癥死亡的人不計(jì)其數(shù)，令世人談癌色變。癌癥是由于正常細(xì)胞生長失控，出現(xiàn)細(xì)胞增殖異常，最終損害正常細(xì)胞功能。從海洋中提取的大多數(shù)抗癌肽通常富含D-氨基酸、α-氨基酸、β-氨基酸、羧酸和噻吩的小環(huán)肽，有些還含有烯鍵和炔鍵，穩(wěn)定性強(qiáng)、生物利用度高。

1976年，Pettit等[24]首次從截尾海兔中分離得到18種低分子量環(huán)肽（命名為Dolastatins 1-18）對癌癥細(xì)胞活性有顯著抑制作用，其中Dolastatins 10最具開發(fā)為抗癌藥物潛力。對此，不少學(xué)者對Dolastatins 10進(jìn)行了進(jìn)一步的研究。Yokosaka等[58]對Dolastatins 10設(shè)計(jì)并合成了一系列新的Dolastatins 10類似物（C-末端含有噻唑基）。這些新的類似物在腫瘤細(xì)胞增殖試驗(yàn)中顯示出極好的效力，因此這一系列的Dolastatins 10 類似物適合作為偶聯(lián)藥物中的多功能有效載荷。2020年，Karanam等[59]從海綿（Callyspongia fistularis）中分離純化出一種環(huán)二肽（-Pro-Tyr），這種環(huán)二肽通過下調(diào)PI3K/Akt信號通路有效抑制人肝癌細(xì)胞HepG2和小鼠成纖維細(xì)胞McCoy細(xì)胞的生長。海洋抗癌肽通過誘導(dǎo)癌細(xì)胞凋亡、下調(diào)PI3K/Akt信號通路和抑制癌細(xì)胞增殖等方式進(jìn)而來抵抗癌癥，據(jù)報(bào)道其靶向作用機(jī)制是其能夠與癌細(xì)胞膜表面一些陰離子成分特異性表達(dá)，如磷脂酰絲氨酸、O-糖基化粘蛋白和肝素等[60]。此外，海洋抗癌肽可以通過破壞溶酶體膜或線粒體，釋放其內(nèi)容物致其細(xì)胞內(nèi)環(huán)境酸化，進(jìn)而引起癌細(xì)胞死亡[61]。如Singh等[62]從海參（Elysia rufescens）中分離出的抗癌肽（Kahalalide F）能夠破壞癌細(xì)胞溶酶體膜從而致癌細(xì)胞死亡。同樣，Held-Kuznetsov等[63]發(fā)現(xiàn)宿主防御肽模擬物OAK可以通過破壞線粒體和溶酶體，導(dǎo)致癌細(xì)胞細(xì)胞死亡，且其能夠克服多藥耐藥性。相關(guān)文獻(xiàn)指出抗癌肽促使癌細(xì)胞自噬也是其抗癌機(jī)制之一，Ren等[64]發(fā)現(xiàn)LL-37的片段FK-16（第17～32個氨基酸）通過提高結(jié)腸癌細(xì)胞中LC3-Ⅰ/Ⅱ、Atg5和Atg7自噬相關(guān)蛋白的表達(dá)量，進(jìn)而誘導(dǎo)結(jié)腸癌細(xì)胞HCT116自噬和凋亡。盡管如此，還需要通過體內(nèi)和臨床實(shí)驗(yàn)來進(jìn)一步深入挖掘海洋生物活性肽與抗癌之間的聯(lián)系，早日將攻克癌癥難題。

4 結(jié)論與展望

本文綜述了近年來海洋生物活性肽研究現(xiàn)狀，著重介紹了其制備工藝（化學(xué)水解法、酶解法、微生物發(fā)酵法、化學(xué)合成法）、分離純化技術(shù)（膜分離技術(shù)、色譜技術(shù)、毛細(xì)管電泳）作用機(jī)制及原理以及其生物活性（抗氧化肽、抗糖尿病肽、抗菌肽、抗癌肽）。海洋生物活性肽主要分離制備自海洋無脊椎動物，有寡肽和多肽兩種類型，常采用酶解法制備，超濾結(jié)合色譜技術(shù)進(jìn)行分離純化寡肽和多肽，寡肽的分子量約320～1600 Da，多肽分子量約為3200～16000 Da，帶有疏水性氨基酸和芳香族氨基酸為主要氨基酸殘基。海洋生物活性肽具有氧化抑制、免疫激活、降低血糖、抑菌抗炎、抑癌抑瘤等活性，海洋生物活性寡肽氧化抑制和癌細(xì)胞抑制作用明顯，海洋生物活性多肽抑菌抗炎、免疫激活作用明顯。

傳統(tǒng)技術(shù)配合現(xiàn)代科技以及多技術(shù)聯(lián)用大大提高了海洋生物活性肽的產(chǎn)量和純度。但目前從海洋資源中分離得到高產(chǎn)率和優(yōu)良生物活性的新肽的相關(guān)研究還很有限。因此，開發(fā)環(huán)保、高效、制備高產(chǎn)率及高純度海洋生物活性肽的新技術(shù)依舊是未來研究的重點(diǎn)。研究和探索海洋生物活性肽的氨基酸構(gòu)成及其序列與生物活性的關(guān)系是未來海洋生物活性肽的前瞻性方向。越來越多學(xué)者關(guān)注到海洋生物活性肽構(gòu)效關(guān)系分析是決定這些分子生物活性的關(guān)鍵點(diǎn)，進(jìn)而通過對已有海洋生物活性肽進(jìn)行分子模擬及結(jié)構(gòu)修飾，提高其生物活性及性能，便于日后臨床醫(yī)學(xué)開發(fā)利用。此外，海洋生物活性肽多為寡肽，在胃腸道內(nèi)易被降解。基于納米的遞送系統(tǒng)還可以通過改變其體內(nèi)代謝和生物活性來改變生物活性物質(zhì)的吸收途徑，以納米形式的海洋生物活性肽比非封裝的海洋生物活性肽具有更高的胃腸道穩(wěn)定性和生物利用度。因此，可開發(fā)新的基于納米技術(shù)，將海洋生物活性肽封裝在各種納米結(jié)構(gòu)中，如納米乳液、納米脂質(zhì)體和聚合物納米顆粒，以增強(qiáng)其體內(nèi)穩(wěn)定性和生物利用度，將會是海洋生物活性肽應(yīng)用發(fā)展的新趨勢。