關鍵詞 肽；寡肽；小肽；氨基酸；營養
小肽（Small peptide，SP）特指由2～3個氨基酸（Amino acid，AA）構成的寡肽（Oligopeptide，OP）。近半個世紀以來，伴隨著動物可利用AA和理想蛋白質的深入研究，肽營養越來越受到人們的關注,并取得了積極的進展。人們普遍認為，肽營養研究對于豐富傳統動物蛋白質營養理論、提高蛋白質利用效率、節約有限的蛋白質飼料資源和降低氮污染等均具有重要的意義。
本文將主要從SP的吸收機制、吸收特點、影響SP吸收的因素、蛋白質在消化過程中肽釋放規律、血液循環中肽的種類及來源、肽對動物機體蛋白質周轉代謝的影響以及肽的生理活性作用等對當前肽的研究工作作一簡要的概述。
1 SP營養提出的理論依據
動物SP營養的提出有賴于幾個試驗結果的發現。電磁探針探測試驗發現，蛋白質在小腸內的最終水解產物除游離氨基酸（Free amino acid，FAA）外，還含有大量的SP。這一結果促使研究者開始對經典蛋白質消化吸收理論（Dogma理論）產生質疑；Newey和Smyth在1957～1962年間的一系列研究發現蛋白質在小腸內產生的大量SP可直接進入腸粘膜細胞，并為Agar等（1953）、Adibi等（1968）、Adibi（1971）、Cheng等（1971）和Buston等（1972）等人研究所證實，正式掀起了對Dogma理論的挑戰；Craft等（1968）、Addison等（1974a, b）和Adibi等（1975）發現動物小腸細胞中存在SP的運輸系統，Hara等(1984)在小腸粘膜細胞中發現了SP載體，隨后SP的I型載體（Fei等，1994）和II型載體（Adibi，1996）分別被克隆。這從組織結構學的角度為動物SP營養的客觀存在提供了直接的證據；全AA日糧與完整蛋白日糧生長試驗的對比發現，動物采食純合飼糧或AA平衡的低蛋白質飼糧時，不能達到最佳生產性能(Pinchasou等，1990；Kephart等，1990；Keshavarz，1991；Jensen，1991；Colnago等，1991)，這提示動物對蛋白質的需要不能完全由FAA來滿足，SP可能是動物的必需養分。表1是美國喬治亞大學做過的一個試驗結果。
表1相同日糧AA水平下不同蛋白質水平對肉雞生產性能的影響
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日糧粗蛋白質水平，％ |
3周齡體重，kg |
飼料/增重 |
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23 |
0.71 |
1.39 |
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22 |
0.709 |
1.39 |
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21 |
0.699 |
1.41 |
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20 |
0.652 |
1.44 |
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19 |
0.62 |
1.53 |
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18 |
0.58 |
1.55 |
2 SP的吸收機制
SP吸收機制的探索開始于二十世紀七十年代。到目前為止，對SP的吸收機制的推測均建立在為數不多的幾種SP如Gly-Gly二肽、L-Glu-L-Glu二肽、L-Lys-L-Lys二肽、Gly-L-Lys二肽、Carnosine二肽及Gly-Gly-Gly三肽等吸收情況的基礎之上，研究多用蛙、大鼠、小鼠、豚鼠、兔和人等動物而進行。研究結果表明，SP具有以完整的形式進入腸細胞的能力，具有與FAA不同的吸收機制。
SP的生成 動物腸腔中的SP來源于機體日糧蛋白或內源蛋白的降解。蛋白質首先在蛋白酶、內肽酶和外肽酶的作用下生成FAA和OP（含2～6個AA殘基）；OP在寡肽酶作用下進一步水解，生成FAA和SP。
單胃動物SP的吸收機制 人、兔和鼠等對SP的轉運系統可能有三種：1）依賴H+濃度或Ca2+濃度且需要消耗ATP的主動轉運系統（Matthews,1987;Vincenzini等，1989），在缺氧或添加代謝抑制劑的情況下將被抑制；2）具有H+依賴性和非耗能性的Na+/H+交換轉運系統。Daniel等（1994）經研究認為，SP轉運的動力來自于質子的電化學梯度。小腸刷狀緣頂端細胞的Na+/H+互運通道的活動引起質子的活動。SP以易化擴散方式進入粘膜細胞時，將導致粘膜細胞內的H+濃度升高，使Na+/H+互運通道活化，進而釋放出H+，使細胞內H+濃度恢復到原來的水平。當缺少H+濃度時，SP的吸收依靠膜外底物濃度進行;當細胞外H+濃度高于細胞內時，則通過生電共轉運系統逆底物濃度轉運；3）可能具有特殊的生理意義的谷胱甘肽（GSH）轉運系統（Vincenzini等，1989）。
反芻動物SP的吸收機制 腸系膜和非腸系膜途徑是反芻動物SP吸收的兩種形式（Webb；1993)。空腸、回腸、盲腸和結腸所吸收的物質進入腸系膜系統；瘤胃、網胃、瓣胃、皺胃和十二指腸所吸收的物質進入非腸系膜。經犢牛試驗發現，非腸系膜系統是反芻動物吸收SP的主要方式，而腸系膜系統是反芻動物吸收FAA的主要方式（Dirienzo，1990）。用離體瘤胃和瓣胃上皮細胞研究SP吸收特點時發現，二者對SP的吸收都是不飽和的被動擴散過程；后者對SP的吸收能力要比前者強（Matthews，1991）。
3 SP吸收的特點
研究者們采用十二指腸或靜脈灌注SP或FAA混合物的方法，通過比較SP和FAA吸收特點之后認為SP和FAA的吸收相互獨立、互不干擾，二者在小腸內的轉運機制完全不同(Adibi 等,1968；Adibi,1971;Cheng等，1971;Buston等，1972)。同FAA相比，SP的吸收特點集中表現在兩方面。
速度快、耗能低、載體不易飽和且可避免AA吸收之間的競爭 與FAA的吸收途徑相比，SP的吸收速度快、耗能低且載體不易飽和（Ganapathy等，1985；Rerat等，1988）。樂國偉（1997）在雞的十二指腸灌注主要由SP組成的酶解酪蛋白和相應組成的FAA混合液，10分鐘時酶解酪蛋白組門靜脈血液循環中一些肽的含量和總肽含量顯著高于FAA組。該試驗還發現，與FAA相比，SP的吸收不僅迅速，而且吸收率高和吸收強度大。Rerat等（1988）在豬的十二指腸灌注SP和FAA混合物后，發現除蛋氨酸外，出現在門靜脈中的SP比灌注相應FAA混合物快，而且吸收峰高；提高灌注量時，兩種來源的AA吸收速度差別進一步加大。Hara等（1984）報道，大鼠對雞蛋蛋白酶解產物的AA吸收強度比相應FAA高70％～80％。Daniel等（1994）認為SP載體的吸收能力可能高于各種AA載體的吸收能力的總和。趙昕紅等（1998）向斷奶仔豬十二指腸灌注甘氨酰-L-賴氨酸二肽液和此2種FAA構成混合液，結果發現2種灌注液都使仔豬內源AA的吸收發生了不同程度的改變：后者明顯降低了谷氨酸、纈氨酸和組氨酸在肝門靜脈的出現量；而前者使大多數AA的吸收量都比空白組和甘氨酸與賴氨酸的混合物的吸收量高。
SP本身能促進AA或AA殘基的吸收 Bamba（1993）研究發現腸腔中的SP不僅能增加小腸刷狀緣氨基肽酶和二肽酶的活性，而且還能提高SP載體的數量。Brandsch等（1994）報道，在生理條件下，空腸中酪蛋白水解所得的內啡肽可使L-亮氨酸進入腸壁細胞的動力學常數Km和最大吸收速度Vmax提高。
表2 SP同FAA吸收機制的比較
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SP |
FAA |
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轉運方向 |
逆濃度或順濃度梯度 |
逆濃度或順濃度梯度 |
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載體 |
需 要 |
需 要 |
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轉運系統的數量 |
一種或多種 |
4 |
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轉運驅動力 |
H+或Ca2+,可能與Na+有關 |
Na+泵/非Na+泵 |
4 影響SP吸收的因素
據推測，影響SP吸收的因素可能包括三方面。
動物因素，包括動物種類、生理階段、年齡和腸道部位 眾所周知，AA在動物不同腸道部位吸收效率不同。例如，羊小腸體外腸環法研究結果發現，AA的吸收次序在不同的小腸部位表現不同（William，1969）；Johns等（1973）報道，賴氨酸在羊回腸的吸收率最高。Phillips(1979)采用活體灌注法研究羊小腸對AA的吸收時證實,羊回腸是AA吸收的主要部位；而鼠和豚鼠的小腸中段是AA吸收活動最活躍的部位(Baker等，1971)。這可能表明，動物種類對AA吸收部位起決定性作用。另外,AA對運輸載體的親和力不同、載體在腸道內分布不均、腸道內環境、日糧及生理階段都可能導致AA在腸道不同部位吸收上的差異。有關肽在腸道內吸收部位的研究鮮見報道。但從AA的吸收規律上推斷,SP的吸收也可能依腸道部位的不同而發生相應的變化，趙昕紅等（1998）的研究證實了這一點。
SP本身因素，包括肽鏈長度、肽的結構、肽中AA的組成和肽中AA的末端及肽濃度等 肽結構對于肽能否穿過小腸粘膜起決定性作用。研究指出,腸道內只有運載二肽和三肽的運輸系統(Craft等,1968; Adibi等,1975; Addison等,1974a,b)，因此可以完整轉運二肽和三肽；腸道對大肽的大規模運輸很少(Adibi等,1977)，目前對其能否完整吸收還存在爭議。另外，組成肽的AA所處的位置影響其吸收，即AA在N端或C端其吸收率不同。諸如由賴氨酸和甘氨酸組成的二肽，賴氨酸在N末端的吸收率大于其在C端的吸收率。相反，谷氨酸和賴氨酸組成的二肽，賴氨酸在C端的吸收速度大于其在N末端的吸收速度（Burston等,1972）。
其他因素 Rubino等（1971）發現AA不影響二肽及其前體物的運輸；而能量是肽逆濃度梯度吸收的限制性因素（Addison等，1972，1975；Matthews等，1974；Nutzenadel等，1976）。Ganapathy等（1985）提出電化學質子可能是運輸肽的驅動力；Takuwa等（1985）發現肽在刷狀緣膜處轉運時出現了H+濃度梯度，肽在轉運時需要H+濃度，其驅動力可能來自于電化學質子供能；但Vincerzini(1989)報道，谷胱甘肽（GSH）的吸收與Na+、K+、Li+、Ca2+和Mn2+的濃度梯度有關，而與H+的濃度無關。另外，組織水平上的研究發現，SP的吸收對Na+具有依賴性或部分依賴性（Himukai等，1978；Shoaf等，1980），但也有研究認為肽吸收時不需要Na+（Bertloot等，1981；Cheesman等，1982）, Na+僅對肽水解后釋放出的FAA的吸收是必需的（Himukai等，1980；Bertloot等，1981；Himukai等，1983）。目前，對肽的轉運調控認知還很不夠，尚需深入的研究。
5 動物血液循環中的肽的種類及來源
動物在饑餓或非饑餓狀態時，其血液循環中均存在相當數量和種類不同的肽。牛與羊門靜脈血漿肽含量高達70%～80%(Koeln等，1993；Seal和Parker，1991；McCormick和Webb，1982)；大鼠血漿中含肽量為10%～52%(Asata等，1994；Seal等，1991；Galibois等，1991)；豬和雞血漿中也存在一定量的肽(Blahovec等，1993)。血液循環中低分子肽含量差異很大，其原因除動物種類不同外，還可能與動物所處的吸收狀態、腸道內蛋白質消化產物（包括OP和SP）和FAA的種類、含量對血液循環中肽的影響有關。Adibi等（1997）認為人及動物血液循環中的肽類主要由消化道吸收、體蛋白分解、機體合成（如肽類激素和腦啡肽等生理活性肽類）、服用具有肽類結構的藥物和腸外營養方式（如皮下、肌肉、靜脈注射含SP的AA溶液）等5種來源，而第一種是血液循環獲得肽的最主要方式。
蛋白質在消化之后以何種形式、數量和比例吸收進入循環目前尚不完全清楚。一般研究表明，SP進入腸細胞后，將完全或部分被腸細胞中的二肽酶和三肽酶水解，然后以SP或FAA的形式進入血液循環。正常生理情況下，絕大多數進入小腸細胞的SP離開漿膜之前，已被迅速水解為FAA（Daniel，1994）；某些生理和藥理試驗發現某些完整的SP能夠進入血液循環(Inui等，1992；Bronk等，1993)。例如用同位素示蹤技術可觀察到雙甘肽可由小鼠小腸完整轉運到血液循環系統中（Adibi，1971)。牛門靜脈血液中70%的AA以肽的形式存在(Koeln等,1983)；Newcastle大學的科學家們發現，采食魚粉的羊的腸系膜中大多數AA以肽的形式存在。Gardner(1975)發現大鼠小腸段吸收至漿膜的FAA來自肽的占36％；而Sleisenger等(1977)對豚鼠灌注酪蛋白水解物后，血漿中所吸收的FAA量比灌注量低，可能與肽吸收的形式的存在有關；雞腸道灌注酪蛋白水解物后，門靜脈血液中肽結合AA(PBAA)含量上升，且出現與灌注液相同的肽峰，而在非麻醉條件下給雛雞灌注SP后，血漿肽量顯著高于灌注FAA的雞只（樂國偉，1996)；采食通常飼料的雞，其肝門靜脈血漿肽含量遠高于饑餓和采食無氮日糧的雞（王燕桃等，1997)；這兩個研究說明雞腸道內蛋白質消化產物中的OP和SP可完整地吸收進入循環。Seal等(1991，1993)也認為肽可以完整吸收進入循環，但對灌注雙甘肽和多聚蛋氨酸后的大鼠進行注后30min和60min的抽血測定卻沒有測出循環中肽量的變化。對此，Kee等（1993)分析認為，肽能否完整吸收除與腸道肽濃度有關之外，還與肽在體內的清除率有關，一些肽如半胱氨酰AA肽、雙甘肽和甘氨酰酪氨酸的半衰期都較短。另外，不同的吸收底物進入循環的量也不同，循環中PBAA中的AA種類與被吸收的完整肽AA組成可能有著特殊聯系，在一些試驗中也證實，某些合成的肽確能夠以完整的形式進入循環，但進入的量依肽的AA組成、構型及肽鍵抗肽酶水解能力不同而異(Webb等，1992，1993)。
SP可被完整吸收進入血液，如雙甘肽可以出現在鼠小腸外翻的腸囊粘膜中，但完整SP從胃腸道直接吸收進入血液中這一現象的意義至今還不十分清楚。這主要有兩個方面的原因。首先，無有效的方法來測定和鑒定體液中SP的種類和數量；其二緣于動物的差別。實驗室研究SP吸收所用動物主要是鼠類、兔及人。而對于某些其他擁有特殊的解剖學特征和突起的動物情況可能有所不同，尤其對于具有微生物發酵功能的反芻動物，可能更為特殊（樂國偉，1995）。
OP對循環中肽含量和種類的影響及其機制尚不清楚。凝膠過濾層析表明，動物門靜脈的肽大多為3～5肽（Schlagheck等，1984)；犢牛血肽的分子量多在500～1500之間（Koeln，1993），Matthews(1991)報道羊瘤胃和真胃上皮對二種肽的吸收與它們在粘膜的濃度呈線性增加關系。Webb等(1993)認為這種非飽和形式的吸收可能是以滲透而不是通過肽載體載運，即OP的完整吸收可能與SP載體通道吸收無關。目前，在微生物體中已發現了有獨立的需能量OP轉運體系，可使4～5肽依靠ATP或相關的高能物質而驅動轉運，并證實該轉運體系具有二個ATP結合蛋白、兩個完整的膜蛋白和一個底物結合蛋白(Kunji等，1993；Tynkkynen等，1993)；但在動物體內尚未發現大分子OP載體。Simons等(1987)和Rerat等(1992)在添加碳水化合物以供給能量條件下灌注蛋白質水解產物，發現OP吸收速度比FAA快，似乎也顯示了動物OP需能吸收的特性。Kusaka等(1986)認為雞腸道中可能存在多種肽的轉運體系；但雞腸道是否存在新的OP載體尚不清楚。
動物對某些FAA的吸收也能改變循環中肽的含量。樂國偉(1996)發現雞灌注FAA后，高濃度和低濃度FAA灌注組門靜脈的血漿中的PBAA分別占總AA的45.9％和52.6％；灌注標記酪氨酸和FAA或SP后，循環中出現較高濃度的標記結合態AA，說明在吸收過程中，腸道將首先利用一部分FAA合成肽，之后再完整轉運進入循環，這一過程的意義目前尚不清楚；從肽可溶性高、穩定性強和離子強度較低的特性以及肽能緩解某些AA(如酪氨酸和苯丙氨酸)高濃度時的毒性等優勢分析，這種轉化對于動物可能具有重要的意義。腸腔及腸細胞中蛋白酶和腸肽酶僅僅只是催化水解肽鍵反應，在一定條件下也可能像在體外酶催化反應那樣，用FAA做底物來進行肽的合成(Gaertner和Puigserverl988；Monter等，1991)；該過程可能是一些試驗觀察到的FAA轉運耗能較大和FAA日糧使腸道組織肽酶活性較高的原因(Rose等，1953)。研究發現，γ-谷氨酸循環負責轉運酪氨酸進入組織，與膜結合的轉肽酶催化酪氨酸與谷胱甘肽反應生成γ-谷氨酰AA，這兩種肽可被吸收進入細胞(Meister，1988)，爾后被水解，生成酪氨酸和焦谷氨酸，后者進一步被水解生成谷氨酸，再合成谷胱甘肽。γ-谷氨酰轉肽酶對底物較有廣泛的選擇性，可以催化生成其他谷氨酰二肽如γ-谷氨酰-L-AA(Meister，1977)。肽合成的機制和意義有待于進一步研究。
循環中肽的另一來源可能是肝臟的AA代謝(Backwell，1994)。饑餓動物機體循環中的肽可能主要來源于動物體組織胃腸道、肝臟和脾臟等內臟組織蛋白質降解過程中的肽釋放和腸道對內源蛋白質的重吸收。然而在動物組織內通常不易觀察到蛋白質的中間降解產物，這主要因為細胞中的蛋白質在肽酶的作用下將迅速地被降解為FAA(Kito等，1989；Takahashi等，1987)，并且SP可被組織直接利用(Backwall，1994)；Kito等（1989）和Takahashi等（1987）認為如果存在抑制肽酶活性的因素，則可觀察到肽在組織中的累積。Noguchi等(198l，1982，1988)在肌肉組織中發現了一種可隨尿排出并且含三甲基組氨酸的酸性可溶肽。樂國偉(1996)發現雞處于饑餓狀態時，肝門靜脈血漿呈現出五個較典型的肽峰，灌注OP或FAA后肽峰明顯降低或減少，說明兩種狀態下雞體組織降解代謝的情況發生了變化。另外研究發現為動物機體提供氮源或某些AA后，肝臟(Grihde，1984；Hopgood等，1977；Sommercorn等，1981；Mortimore等，1987)和肌肉(Li等，1978；Chua等，1978； Meieman等，1988)組織蛋白質降解減慢。
腸道對內源蛋白質的重吸收也是循環中肽的來源之一。例如Rerat(1988)發現灌注肽后，AA總體吸收超過灌注量；在大鼠和豬等試驗也觀察到OP對內源性蛋白質分泌量影響較大，而無氮日糧和FAA影響相對較小，肽存在時內源蛋白質分泌增加(Moughan等，1990；Butts等，1993)。
目前已有許多研究發現SP在血液中可被很快清除。例如向鼠靜脈注射的甘氨酸-L-甘氨酸二肽，SP很快從血中消失，而且在尿、肌肉、肝臟、小腸粘膜和腎皮質中均檢測不到它們的存在；但血液、肌肉、肝臟和腎中AA的濃度升高。血中AA的出現可能是由于SP在組織中水解而后又釋放到細胞液中，因為組織中水解酶活性較高（Boza，1995）。而在血液中SP的水解酶活性很小或沒有活性。給人靜脈大量注射L-丙氨酸-L-谷氨酸和谷氨酸 -L-酪氨酸等二種二肽時，SP被清除得也很快，與此同時其組成AA的濃度卻以同樣的速度很快升高，血液中也出現少量但比較穩定的SP。
分子結構是決定SP從血液中消失速度的一個重要因素。給小鼠靜脈注射幾種SP時，不同AA組成的SP在血中出現的速度不同（Brandsch等，1994）。甘氨酸處于氮末端位置的SP對水解有更強的抵御能力，如試驗發現甘氨酸-L-亮氨酸在鼠的體循環中的水解速度為丙氨酸-L-胱氨酸的一半。
6 蛋白質對肽的釋放及其影響因素
蛋白質進入動物消化道后在許多酶的作用下水解成OP和FAA(見表3)，而OP是飼料蛋白消化產物的主要構成成分。如酪蛋白和大豆蛋白小腸可溶性食糜中，肽占總AA含量的76％（Meisel等，1987），且鏈長幾乎都在2～6個AA殘基之間（Grimble，1986）；而酪蛋白和菜籽粕體外胃蛋白酶－胰酶水解時，肽的釋放量占總AA的2/3。目前的研究表明，日糧蛋白質釋放肽與AA的能力至少與下列因素有關。
日糧蛋白質的品質 SP和FAA的釋放量及之間的比例與日糧蛋白質的品質有關。酪蛋白在雞腸道內釋放的SP量高于豆餅（Sklan等，1980）；Asche等(1989)和Raghunath等(1987)通過比較動物腸道的食糜發現，動物蛋白和豆餅在腸道中形成的可溶性肽(大分子肽、OP和SP)含量高，而AA平衡較差的植物蛋白(如小麥蛋白和玉米蛋白)的釋放物以FAA為主。Savoie等(1987)用體外消化試驗比較了19種動物和植物(豆科和谷物)蛋白在胃蛋白酶-胰蛋白酶的作用下的水解產物成份，發現動物蛋白質釋放出的肽與FAA之間的比例高于豆類蛋白，而谷物蛋白最低。體內和體外消化試驗結果均表明，盡管各種蛋白質水解釋放出的AA種類和組成模式不同，但其所含必需AA更易以肽或FAA形式釋放(Raghunath等,1987)。飼料蛋白釋放的肽的數量與其AA組成密切相關：優質（EAA含量高且平衡）蛋白容易水解生成分子量低而數量多的OP，而劣質（EAA缺乏且不平衡）蛋白則產生出數量少但分子量大的肽片段（Meister，1987）。樂國偉等(1996)分析了幾種蛋白質飼料的胃蛋白酶一胰酶水解產物，發現OP釋放量由大至小依次為酪蛋白、魚粉、蠶蛹、豆粕、豆餅、菜籽餅和玉米蛋白粉，回歸分析表明寡肽釋放量與有效賴氨酸(Alys)呈高度正相關；另一試驗也觀察到了這一現象(劉選珍等，1996)。許多試驗表明，飼料蛋白質的賴氨酸消化率與氮消化率高度相關，可能與該現象有關。
蛋白質AA排列順序 Grimble等（1987）和Rees等（1988）報道，蛋白質在腸道形成肽鏈長度和FAA比例取決于蛋白質中AA的排列順序。酪蛋白經胃蛋白酶和胰蛋白酶消化后產生的大分子肽含量高于大米蛋白和小麥蛋白（Matoba等，1982），而短鏈肽的產生多以優質蛋白為來源(Grimble等，1989)。樂國偉等(1996)研究表明，含脯氨酸、谷氨酸、苯丙氨酸和亮氨酸越高的蛋白質水解產生的OP肽鏈越長，而含精氨酸、賴氨酸、天冬氨酸和甘氨酸越高的蛋白質水解產生的OP肽鏈越短。因Lys-Pro、Arg-Pro、Tyr-Pro、Phe-Pro和Trp-Pro等與Pro相連的肽鍵不能被胃蛋白酶、胰蛋白酶和糜蛋白酶水解(小出武比古，1976)，加之Pro為非極性AA，通過側鏈回轉與主鏈連接而形成剛性側鏈，也不易為水解酶所斷裂(閻隆飛，1988)，因而，富含此類肽鍵的蛋白質在形成肽的過程中將受到一定的制約。另外，丙氨酸和谷氨酸含量高時，也不易從鏈上斷裂；含疏水性的苯丙氨酸的肽類對肽載體的親合力高，較易以肽的形式吸收。
表3 消化道內的蛋白質水解酶及其作用特點
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酶 |
來源 |
胃原激活劑 |
作用底物 |
作 用 方 式 |
作用產物 |
最適pH |
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胃蛋白酶 |
胃粘膜 |
胃酸、 胃蛋白酶 |
蛋白質 |
水解由芳香族AA、天冬氨酸、谷氨酸的羧基組成的肽鍵 |
肽 |
1.8～2.0 |
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凝乳酶 |
胃粘膜 |
胃酸 |
酪蛋白原 |
水解除掉酪蛋白原的部分肽段 |
酶蛋白 |
1.8～2.0 |
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胰蛋白酶 |
胰腺 |
腸激酶 |
蛋白質、肽 |
水解由精氨酸、賴氨酸的羧基組成的肽鍵 |
肽 |
8～9 |
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糜蛋白酶 |
胰腺 |
胰蛋白酶 |
蛋白質、肽 |
水解由芳香族AA的羧基組成的肽鍵 |
肽 |
8～9 |
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彈性蛋白酶 |
胰腺 |
胰蛋白酶 |
蛋白質、肽 |
水解由脂肪族AA的羧基組成的肽鍵 |
肽 |
8～9 |
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羧肽酶A |
胰腺 |
胰蛋白酶 |
肽 |
水解肽鏈C－末端的AA(脂肪族AA) |
二肽、AA |
7.2 |
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羧肽酶B |
胰腺 |
胰蛋白酶 |
肽 |
水解肽鏈C－末端的AA(精氨酸、賴氨酸) |
二肽、AA |
8 |
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氨肽酶 |
胰腺 |
|
肽 |
水解肽鏈N—末端的AA |
二肽、AA |
7.4 |
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二肽酶 |
胰腺 |
|
二肽 |
水解二肽的肽鍵 |
AA |
7 |
加工和貯藏條件 Restani等（1992）通過體外水解試驗發現蒸制加工肉品釋放SP的量少而FAA多，冷凍干燥肉品和鮮肉釋放SP的量多而FAA少。貯藏時間也影響著蛋白質原料肽的釋放量，如樂國偉等（1996）研究表明，有效賴氨酸含量低、經過加熱長期存放的豆粕，其釋放的肽量僅為有效賴氨酸含量高的新鮮豆粕的63％。這與Chung等（1986）和Swaisgood等（1991）所發現的美拉德反應降低豆粕營養價值的研究結果相吻合。總體而言，加工工藝及貯藏因素對蛋白質肽釋放的研究較為缺乏，進一步分析和研究它們之間的關系，可能有助于認識加工和貯藏等環節影響蛋白質和AA營養價值的機理。
7 OP與FAA對組織蛋白代謝的影響
OP在動物蛋白質營養中的特點與FAA相比，不僅表現在吸收上，而且表現在蛋白質代謝等方面。
蛋白質沉積是蛋白質合成率與降解率相互平衡的結果，因機體組織不同而不同，肌肉蛋白沉積與體蛋白沉積相似，合成率對蛋白質沉積的作用比降解率更為重要，氮沉積增加，意味著合成率提高；肝臟與之恰恰相反，降解率對蛋白質的沉積作用相對來說更大一些。除此之外，蛋白質沉積仍受諸多因素的影響，如AA水平和某些特殊的AA，此外，AA的供給形式也是一重要因素。SP作氮源時，動物體蛋白質沉積高于相應的FAA日糧或完整蛋白日糧(Hara等，1984；Pulllain等，1989；Pulllain等，1991；Zaloga等，1991；Infante等，1992；Mnnchi等，1993；Boza等，l995)。采食肽日糧的小鼠，體蛋白合成率較相應FAA日糧組高26％（Funabiki等，1990）；灌注主要由SP構成的酪蛋白水解物的雛雞，體蛋白質合成率顯著高于相應FAA混合物組（樂國偉等，1996）；日糧添加合成寡肽的育肥豬，產肉量和瘦肉率提高（Rerat等，1988）；日糧添加大分子酪蛋白水解物的產蛋雞，產蛋率、產蛋量和飼料轉化率顯著提高（施用暉等，1996）。Nielsen等(1994)發現相同的AA平衡狀態下，水解酪蛋白、完整酪蛋白和水解大豆蛋白型日糧對大鼠整體蛋白質合成與降解存在不同的影響，前二者既提高蛋白質合成又促進蛋白質降解，后者僅抑制降解；同時發現，三種蛋白型日糧對胰島素、胰島素類生長因子和胰高血糖素分泌作用類似，而且提高血漿EAA和NEAA水平也相近。說明肽與FAA對動物整體蛋白質沉積可能存在不同的作用的機制。
SP的迅速吸收以及由此而引起的機體內分泌變化，可能是其影響不同組織蛋白質代謝發生變化的原因之一。Oddy等(1986)和Boisclair等(1993)研究發現肌肉蛋白質的合成率與動靜脈AA含量差值存在較強的相關性，動靜脈AA含量的差值越大，蛋白質合成率越高。腸道肽載體對含疏水性和側鏈體積較大的AA的肽，如含支鏈AA、蛋氨酸和苯丙氨酸的肽的親合力高(Matthews，1991)，而這些AA本身也參與組織蛋白質合成和降解的調控。如亮氨酸可促進不同生理和營養條件下大鼠肌肉蛋白質的合成(Rannels等，1974；Buse等，1975；Fulks等，1975；Chua等，1979；Garlick等，1988；Funabiki等，1992)。血漿AA濃度的迅速提高可能提高血漿胰島素的濃度(Rerat等，1988；Monchi等，1993)，Garlick等(1988)報道平衡AA促進蛋白質合成的效果，也可由必需AA的混合物或支鏈AA所重復；支鏈AA能夠提高肌肉蛋白質對胰島素作用的敏感性。Funabiki等(1992)認為亮氨酸、精氨酸和蛋氨酸可能是胰島素的促泌素；McNurLan等(1982)發現給予大鼠亮氨酸后，體內胰島素迅速升高；特別是灌注寡肽的動物對亮氨酸的迅速吸收使血漿胰島素濃度高于給予FAA的動物(Rerat等，1988)，而胰島素既參與蛋白質合成中肽鏈的延長，又可能影響肽鏈延長速度，增加肌肉的蛋白質合成(Fundabiki等，1992)。支鏈AA的攝入能夠改善血漿AA的平衡，可能亦是改善蛋白質合成代謝的原因。此外，蛋氨酸在蛋白質合成中也有著重要的作用，它是動物體合成所有蛋白質的起始AA(WaterLow等，1978)。Yokogoshi等（1979）和Muramatsu等（1986）發現無氮日糧中添加蛋氨酸能增加染色體數量，改善肝臟及整體蛋白質合成速度，提高蛋白質的絕對合成量；當蛋氨酸和半胱氨酸缺乏時，由于蛋氨酸自身氧化速度較快，蛋氨酸重利用減少，雛雞和產蛋雞單位RNA的蛋白合成減少，且合成速度下降(Kino等，1987；Hirmoto等，1990)。影響蛋白質合成的另一個AA是色氨酸，Lin等(1988)發現豬背最長肌體外苯丙氨酸的摻入隨日糧色氨酸的濃度提高而增加，色氮酸不僅是合成蛋白質的原料，而且可能也參與調節蛋白質的合成。
某些AA及其水平和存在形式也影響著肝臟和肌肉等組織蛋白質的降解。組織蛋白質的降解主要通過細胞溶酶體和非溶酶體兩條途徑進行，溶酶體途徑一般依據動物的營養狀況而占總降解的60％～90%(Seglen等，1979)，當AA耗竭時，占整個降解的50%（Khairallah，1985；Furuno等，1986；Henell等，1987；Bebevenga等，1993），而饑餓或AA攝入不足時，肝臟自溶，蛋白質降解速度加快；腸外營養試驗表明，不同AA供給水平主要通過控制大鼠肝臟蛋白質降解而影響周轉代謝(Chiku，1993)。盡管已有大量的研究試圖尋找干擾自溶蛋白質水解途徑的AA，但仍不清楚哪種AA負責阻止這一過程，當前認為具有抑制蛋白質水解作用的AA主要包括色氨酸(Hopgood等，1977；Sommercorn等,1981；Grinde，1984)、亮氨酸(Sommercorn等，198l)和蛋氨酸(Sommercorn等，1981；Mortimore等，1988)。Mortimore等認為亮氨酸、酪氨酸、谷氨酸、脯氨酸、組氨酸、色氨酸和蛋氨酸共同對蛋白質的自溶性降解發揮抑制作用，另外，丙氨酸可能具有輔助調節作用（Mortimore等，1987；1988）。肌肉蛋白降解的調控同肝臟一樣，AA耗竭能促進溶酶體途徑的進行，而胰島素抑制這一過程（Buse等，1975；Fulks等,1975）。非溶酶體途徑主要受Ca2+促進，該途徑主要負責病理狀態時蛋白質的水解。在AA中，支鏈AA特別是亮氨酸能夠有效地抑制骨骼肌和心肌蛋白質的降解過程（Buse等,1975；Fulks等，l975；Li等,1978；Chua等，1979）。但在一些條件下發現，隨肌肉蛋白質水解的增加，肌肉內亮氨酸含量并不降低反而升高（Milewski等，1982），說明亮氨酸可能并非單獨地參與肌肉蛋白質的周轉代謝調節。Rennie等(1986)認為肌肉蛋白質的合成與降解受谷氨酸/谷氨酰胺池大小的控制，許多體內和體外的試驗均證實肌肉谷氨酸／谷氨酰胺濃度和蛋由質合成率存在線性關系(Rennie等，1986；McNurlan等，1987；Jepson等，1988)。谷氨酸/谷氨酰胺轉運出肌肉細胞主要受依賴Na+載體的調控，提高細胞內Na+濃度如損傷、長期疾病和敗血癥(Spesis)，都會導致肌肉谷氨酸／谷氨酰胺迅速地損失，使肌肉蛋白質降解加快；亮氨酸干擾肌肉蛋白質的水解，可能也是由于其非競爭性地阻止谷氨酸／谷氨酰胺的流出的結果(Rennie等,1986)。但當以肽的形式腸外供給手術病人谷氨酸時，能部分降低負氮平衡，防止肌肉AA的損失，而游離形式則否(Stehle籌，1989)；Darmaun等(1994)觀察到無論是由腸道還是腸外供給谷氨酰胺肽，都可提高機體的蛋白質合成，改善亮氨酸的平衡。
SP與FAA在腸組織的AA利用及蛋白質代謝上作用明顯不同。許多對短期饑餓或長期低能量和低蛋白營養狀態下大鼠試驗表明，不同分子形式的AA對動物腸粕膜形態結構、刷狀緣膜和肽酶活性的影響不同（Poullain等，1989,1991；Infante等，1992；Botsios等，1993）。除了蛋白質耗竭狀態下，通常腸細胞對腸腔中養分的直接利用是有限的。Hirschfield等(1963)和Alpers(1972)觀察發現，口服AA與靜脈注射AA在體內蛋白質的分布模式完全不同，靜脈注射的AA絕大多數標記在腺窩和微絨毛與腺窩的交接處細胞的蛋白質中，而經腸腔注入的AA絕大部分標記在腸粘膜絨毛頂端的細胞蛋白質中。Johnson(1988)認為位于絨毛頂端成熟的非分化腸細胞主要攝取由腸腔注入的AA，而負責細胞生長的腺窩細胞的AA來則來自于血液。因此，只有吸收進入循環再轉運到腸組織的AA，才能夠參與腸組織蛋白質的合成。樂國偉(1996)通過同位素示蹤標記發現腸道灌注SP組的雞只，腸組織蛋白質合成率高于FAA組。Hagiwara等(1995)試驗表明乳鐵蛋白及其胃蛋白酶水解生成的肽可促進腸上皮細胞的增殖，此外，乳鐵蛋白還可促進細胞生長，促進胸腺嘧啶摻人大鼠腺窩細胞的DNA中；斷奶仔豬采食三種類型的日糧（全植物性蛋白型日糧、復合型平衡AA日糧和復合蛋白型日糧）時，腸粘膜的形態結構和結腸粘膜上皮細胞的形態結構存在明顯的不同（董國忠等，1994）。這些研究提示肽的存在對于動物尤其是新生動物的腸道細胞AA的吸收、營養供給以及腸組織蛋白質代謝可能具有十分重要的意義。
肽與FAA對組織蛋白質周轉代謝的不同影響還可能與其在體內代謝途徑的不同有關。Shibata等(1991a，b)發現SP中色氨酸不易進人合成尼克酰胺的降解途徑，而更易參與蛋白質合成的途徑，因此。給大鼠飼喂FAA混合物、SP或完整蛋白質日糧時，體內色氨酸和尼克酰胺間轉化效率以SP日糧為最低；Snell（1989）在微生物體內的代謝中也觀察到了這一現象。此外，研究同樣發現雙甘肽比甘氨酸更易進入蛋白質的合成代謝（Krizysik等，1979）；骨骼肌對肽形式存在的甘氨酰和亮氨酸的攝入高于灌注游離形式的甘氨酸和亮氨酸(Lochs等，1986，1988)；但Cruz等(1988)使用游離亮氨酸體外培養時，組織對亮氨酸的攝取隨培養基中的亮氨酸濃度增加而增加，而用L-酪氨酰-亮氨酸培養時，組織對亮氨酸攝入卻不隨L-酪氨酰-亮氨酸濃度的變化而變化。
肽同FAA一樣，最基本的功能在于為機體組織蛋白質代謝提供氮源。Adibi等（1977）研究表明進入循環中的肽，可通過水解為FAA供組織利用；而Backwell(1994)發現灌注的肽標記物能直接進入乳蛋白，表明組織本身就有直接利用肽中的AA來合成乳蛋白的能力。此外，研究還發現某些肽可能對蛋白質合成起直接的促進作用。Noguchi等(1981，1988)從大鼠肌肉中提取出的富含谷氨酸或谷氨酰胺和甘氨酸的酸性可溶性肽以及Nam等（l990）在尿中發現來自于酸性肽中的亮氨酸和纈氨酸的排出量與蛋白質合成和胰島素樣生長因子含量的高度相關，證實血液循環中的某些酸性肽可能對機體蛋白質合成起著促進作用。Wang等(1994)發現SP形式的蛋氨酸對3H-Leu摻入蛋白質的促進作用大于游離蛋氨酸；樂國偉(1996)研究表明雛雞血液循環中肽的總含量和某些肽含量與組織蛋白質合成率存在著一定的相關性；施用暉等(1996)通過在飼糧中添加少量的大分子酪蛋白質水解物，使產蛋雞血漿中的SP含量和較大分子肽的種類與數量發生改變，結果發現蛋雞的產蛋率、產蛋量和飼料轉化效率均顯著提高。這些研究說明動物機體血液循環中肽的種類和含量，一方面受日糧蛋白質類型、品質和數量的影響，而本身又可能影響著機體組織蛋白質的合成。
8 日糧肽的其他生物學作用
蛋白質水解產生的某些肽不僅可作為AA的供體，而且具有特殊的生理功能，可以以某種形式作用于靶腺，促進激素或酶的分泌：如從乳蛋白體內和體外水解產物中分離出的多種活性肽可參與機體神經和免疫功能的調節，促進細胞的增殖與生長等；從雞蛋蛋白中提取的肽類物質能促進DNA的合成和細胞的生長(Azuma等，1989)
許多普通蛋白質在腸道酶的水解下也可以形成活性肽。如Zioudrou等(1979)和Brantl等(1979)率先由β-酪蛋白水解物分離出酪啡肽；Petrilli等（1984）和Brantl（1985)發現β-酪蛋白在胃腸道消化過程中多產生由7～10個AA殘基構成的酪啡肽，其AA排列順序與內源阿片肽的N-末端的AA順序類似(Morley，1981；1982)；進一步純化出的七肽（Tyr-Pro-Phe-Pro-Gly-Pro-Ile）和由此七肽生成的四肽（Tyr-Pro-Phe-Pro）在體外也具有阿片肽的活性。目前已清楚小麥谷蛋白的胃蛋白酶水解物中也同樣存在具有阿片肽類似功能的活性肽。這些類阿片肽活性肽可通過完整吸收進入循環，作為神經遞質發揮生理功能。
日糧蛋白釋放的生物活性肽對機體細胞免疫和體液免疫的機能發揮著重要的影響。β-酪蛋白產生的肽類物質可促進巨噬細胞的吞噬功能（Jolle等，1981，1982；Kishino等，1984；Moriguchi等，1985；Gattegno等，1988；Yamauchi等，1993），也可促進大鼠成熟的淋巴細胞和未成熟的脾細胞的增殖（Coste等，1992）；Otani(1992)發現牛κ-酪蛋白和糜蛋白消化生成的大分子糖肽(106～169肽)可以抑制脂多糖(LPS)對小鼠脾B細胞的增殖作用。Otani等(1993)報道牛α31-酪蛋白、β酪蛋白和κ-酪蛋白的鏈霉蛋白酶的水解產物所制得得肽類物質能抑制小鼠脾細胞的增殖，而完整κ-酪蛋白及其胰蛋白酶水解產生的某些肽類物質可減弱新生動物的免疫反應(Otani等，1995)。除了酪蛋白外，其它一些蛋白質，如乳鐵蛋白和大豆蛋白的酶消化產物肽也同樣具有免疫活性作用，如人和大鼠乳中含有濃度較高且具有免疫活性功能的乳鐵蛋白及其水解釋放的肽，對新生仔畜的腸道具有免疫保護作用（Paul-Eugene，1993）。
日糧添加少量β內啡肽或其它肽制品可顯著提高動物生產性能(Morodent等，1980；Carnie等，1989；Pansini等，1989)。產蛋雞日糧添加少量大分子水解酪蛋白制品顯著提高蛋雞的產蛋率、產蛋量、血漿鐵和鋅含量(施用暉等，1996)。這可能與肽類物質促進日糧養分的消化與吸收等有關，如酪蛋白水解產物的某些肽能促進大鼠腸細胞CCK的分泌(Cuber，1989，1990))。
生物活性肽對動物免疫狀況和生產性能的調節具有重要的意義，構成了蛋白質營養價值的一個重要方面，這對傳統蛋白質營養研究提出了新的課題。
9 小結
SP吸收對蛋白質消化產物的吸收起著重要的作用，這種途徑使得肽中大多AA殘基的吸收比相應FAA的吸收更為迅速。飼料蛋白質肽的釋放可能不僅影響著AA的吸收和蛋白質的代謝，它們可能還以生物活性肽的形式參與機體的生理功能的調節。蛋白質的營養價值評價不僅要考慮其AA的組成，還應注意它們的活性作用。
