乳清蛋白及其生物活性肽血压调节功能研究进展

摘 要：乳清蛋白既是优质蛋白来源，也是抗高血压生物活性肽的理想来源，开发具有调节血压功效的蛋白多肽类产品对未来临床高血压防治将发挥重要作用。文章综述了乳清蛋白生物活性肽血压调节功能的基本机制和研究现状，并对其未来发展趋势和应用前景进行了讨论。

关键词：乳清蛋白;生物活性肽;血压调节

根据《中国心血管健康与疾病报告2019》显示，我国当前心血管病患者多达3.30亿人，其中高血压患者达2.45亿人[1]，已然成为我国第一大慢性疾病。目前，具有抗高血压效果的食源性生物活性肽成为研究热点。另外，食源性生物活性肽还有抗菌[2]、抗高血糖[3]、抗癌[4]、抗氧化[5]和免疫调节[6]等许多其他功能活性，是新型抗高血压药物的理想来源。

乳清蛋白是沉淀分离乳酪蛋白时保留于上清液中的蛋白组分，约占乳总蛋白的20%[7]。乳清蛋白富含人体所需8种必需氨基酸和2种条件必需氨基酸，是营养价值极高的优质蛋白质[8]。近年来，越来越多的研究聚焦在乳清蛋白生物活性肽的各项营养活性功能上，发现其在抗高血压，维持心血管健康方面具有一定效果。本文就近年来有关乳清蛋白生物活性肽调节血压的相关研究进行综述，以期对提升乳清蛋白附加值、开发具有血压调节功效的乳清蛋白产品提供科学依据。

1 血压调节机制

高血压的发病机理涉及膳食、遗传、环境、心理、内分泌体液等多种因素。

1.1 ACE抑制剂

血管紧张素转换酶（ACE）是一种含Zn2+辅基的二肽羧肽酶，相对分子质量为120～150 kDa，主要存在于肺、脑、肾、眼球等各种组织的内皮细胞中，部分存在于血浆和尿液中，一般肺组织内含量最高[9]。ACE包含两个活性区域：C区和N区，C区是显性的血管紧张素转换位点。在人体内，ACE通过肾素-血管紧张素-醛固酮系统（RAAS）和激肽释放酶-激肽系统（KKS）参与血压调控。RAAS系统中，肾素特异性水解血管紧张素原，释放血管紧张素I（AngI），AngI在ACE的作用下从C末端脱去2个氨基酸残基，转化为血管紧张素II（AngII）。AngII是一种强效血管收缩剂[10]，能与血管壁上的血管紧张素受体（AT1）结合引起周围小动脉血管平滑肌收缩，还能刺激肾上腺皮质合成分泌醛固酮。醛固酮能促进肾脏曲小管和集合管对K+的排出和对Na+的重吸收，导致血容量和钠贮量增加，也能促进肾上腺髓质和交感神经末梢释放儿茶酚，使得机体血压升高[11]。KKS系统中，激肽原在激肽释放酶的作用下释放出一种血管舒张肽——缓激肽，它能促使血管扩张，刺激产生NO、前列腺环素等多种血管舒张剂。ACE通过使缓激肽失活，造成血管舒张剂合成减少，血压升高。因此，抑制ACE的活性可以减少血管紧张素II的形成，并提升缓激肽的活性，从而调控机体血压。

食品源ACE抑制肽具有良好降血压效果，刘文颖[12]等对5种食源性蛋白肽的ACE抑制性进行研究，结果均对ACE表现出抑制效果且呈现显著的剂量-效应关系。相较于人工合成药物，食源性ACE抑制肽更加安全温和，几乎不产生毒副作用，因此可以高剂量给药[13-14]。研究表明，乳清蛋白生物活性肽也具有良好的ACE抑制活性，这是其具有抗高血压活性的最主要原因。

1.2 肾素抑制剂

肾素属于天冬氨酸蛋白酶（Aspartic Proteinase，AP）家族，该家族特点是其催化位点上存在两个天冬氨酸残基，这两个残基在多肽底物的切割中起关键作用[15]。肾素是催化RAAS通路的第一步，也是重要的限速步骤，通过抑制肾素活性可抑制上游AngII产生。由于AGT是目前唯一已知的肾素底物，因此通过抑制肾素活性来抑制RAAS通路具有一定特异性，几乎不与其他生理过程产生相互作用。有研究表明，一些食源蛋白水解物及多肽具有良好的体外肾素抑制活性，如酶解得到的亚麻籽蛋白水解物能有效抑制人重组肾素活性，IC50为1.22～2.81 mg/mL[16]。使用多肽数据集进行定量构效关系分析表明，N端为脂肪族氨基酸、C端疏水性氨基酸残基的肽段具有较高的肾素抑制活性[17]。

1.3 AngII受体抑制剂

通过抑制肾素和ACE活性可能无法完全阻断AngII的产生，但AngII受体阻滞剂（ARB）却可通过抑制AngII与其受体（AT1）结合来抑制其诱导的血管收缩，达到降血压目的。特别是对ACE抑制剂敏感的患者，ARB由于不会引起与抑制缓激肽降解相关的副作用而更为适用。Yu[18]等研究指出，鸡蛋多肽Arg-Val-Pro-Ser-Leu可降低肾AngII受体的mRNA表达，但尚不清楚是该肽直接与基因相互作用，还是转录因子或上游激活因子的改变导致了该结果。

1.4 ECE受体抑制剂

内皮素转换酶（ECE）在血压调节中也起重要作用。ECE的主要作用是将大分子内皮素裂解成内皮素Ⅰ（ET-Ⅰ），ET-Ⅰ可通过与选择性受体（ETA）或非选择性受体（ETB）结合，诱导包括血管收缩在内的各种生理效应。Maes[19]等研究指出，β-乳球蛋白衍生肽Ala-Leu-Pro-Met-His-Ile-Arg可能通过ACE抑制、减少Ang-II生成和促进缓激肽积累来抑制内皮细胞中ET-Ⅰ的释放，从而达到降血压效果。

1.5 Ca2+通道阻滞剂

阻断电压依赖型钙通道（VDCC）可减少Ca2+流入血管肌肉细胞并抑制血管收缩，故Ca2+通道阻滞剂可用于高血压治疗。Tanaka[20]等研究指出，含有色氨酸的二肽对离体大鼠胸主动脉环可产生血管舒张作用。随后，基于含色氨酸、组氨酸肽的结构，一些三肽也被证明能诱导血管舒张，其中His-Arg-Trp表现出最高的活性，EC50为1.2 mmol/L，表明N端的咪唑类氨基酸、C端的吲哚类氨基酸和中间位置的碱性氨基酸是产生VDCC阻断作用的重要结构[21]。

2 乳清蛋白生物活性肽调节血压功能

近年来，乳清蛋白在调节机体血压、保护心血管健康方面的功效得到了广泛验证。Ferreira[22]等对乳清蛋白进行酶解，并分离纯化得到多肽ALPMHIR，该肽段是检测出的β-乳球蛋白衍生物ACE抑制肽中最有效的一段。Parmar[23]等对经干酪乳杆菌（NK9）和发酵乳杆菌（LF）发酵的山羊乳的ACE抑制活性进行研究，发现用NK9发酵的山羊乳表现出更高的ACE抑制活性，同时还发现了一种序列为AFPEHK的新型ACE抑制肽。Aslam[24]等在发酵山羊奶中鉴定3种具有ACE抑制特性的多肽，即VLPVPQKAVPQ、VLPVPQKVVPQ和TQTPVVVPPFLQPEIMGVPKVKE，且均包含功能性氨基酸结构。Ibrahim[25]等对山羊乳清蛋白（GWP）的ACE抑制活性进行研究，并使用RP-HPLC进行分离纯化，对纯化后的组分进行剂效研究，发现乳清蛋白经水解分离得到的肽具有显著的ACE抑制活性，其效果与抗高血压药物卡托普利相当，半抑制浓度值为4.45 μM。Begunova[26]等对经不同菌种发酵后发酵乳的蛋白水解活性和对ACE的抑制效果进行研究，经过LC-MS/MS分析后发现倒数第二位是脂肪族、碱性和芳香族氨基酸残基，以及最后一位是丙氨酸、芳香族和脂肪族氨基酸残基的肽段表现出较强ACE抑制效果。其他乳清蛋白体外降压活性研究见附表。

乳清蛋白生物活性肽的体内降血压活性也多有验证。Hussein[27]等以乳清蛋白浓缩物为原料，在SHR大鼠模型中验证了其降血压的有效性，并进行测序，得到8个有效肽段：RHPEYAVSVLLR、GGAPPAGRL、GPPLPRL、ELKPTPEGDL、VLSELPEP、DAQSAPLRVY、RDMPIQAF和LEQVLPRD。Miguel[28]等用胃蛋白酶水解牛乳酪蛋白，并利用动物模型验证其水解产物的ACE抑制活性，结果表明，水解产物能够有效抑制ACE的活性，其IC50值为52.8 μg/mL。Tavares[29]等通过水解乳清蛋白浓缩物得到两组多肽组分（PepC、PepCF）均包含来自于α-乳白蛋白的多肽KGYGGVSLPEW和DKVGINYW，以及来自于β-乳球蛋白的多肽DAQSAPLRVY。灌胃SHR大鼠并观察其24 h内血压变化情况，发现两组均有显著降压效果，在灌胃后第4小时和第6小时最为明显。Fernández[30]等的研究表明乳铁蛋白衍肽Leu-Ile-Trp-Lys-Leu、Arg-Pro-Tyr-Leu、Arg-Arg-Trp-Gln-Trp-Arg可使AngⅡ诱导的离体兔颈动脉段收缩压降低21%～44%。

3 结论

牛乳是优质蛋白质的重要来源，矿物质和维生素的良好来源，乳及乳制品是重要的健康食品[46]。国内外众多研究者的研究证明，乳清蛋白生物活性肽具有较高的ACE抑制活性，且在动物试验中表现出了良好的降血压效果，但是确定其降压功效还需要更多的临床试验验证。总之，乳清蛋白生物活性肽以其安全可靠、无毒副作用等优势，可在未来作为ACE抑制肽的重要来源，在高血压的临床治疗和日常预防中发挥更重要的作用。

参考文献

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[7]魏华，杨史良，徐锋，等.乳清蛋白质的生物学特性和保健功能[J].天然产物研究与开发，2007，4（1）：161-168.