882004.Iol.25.No.3健品科塑※專題論述乳中生物活性物質(zhì)的研究進展秦宜德),鄒思湘2.安徽醫(yī)科大學基礎(chǔ)醫(yī)學院生化教研室,安徽合肥2300322.南京農(nóng)業(yè)大學農(nóng)業(yè)部動物生理生化重點開放實驗室,江蘇南京210095)摘要:哺乳動物的乳不僅營養(yǎng)物質(zhì)豐富,而且含有激素、生長因子、酶、抗體和非抗體保護蛋白等多種生物活性物質(zhì)乳蛋白中蘊藏著大量生物活性肽此外乳中還含有活細胞。這些生物活性物質(zhì)對嬰兒或新生幼仔的代謝、生長發(fā)育、免疫和抗菌等有非常重要的作用,有些生物活性物質(zhì)參與乳腺的生長分化和保護。本文綜述了乳源激素和生長因子、酶、抗體、非抗體保護蛋白以及生物活性肽等生物活性物質(zhì)及其研究進展關(guān)鍵詞:乳:生物活性物質(zhì):蛋白質(zhì):生物活性肽Research Progress on Biological Active Substances in MilkQIN Yi-de. ZoU Si-xiangL Department of Biochemistry and Molecular Biology. Anhui Medicine in University Hefei 230032. China: 2. Key Labol Animal Physiology and Biochemistry, Ministry of Agriculture. Nanjing Agricuture University, Nanjing 210095,ChinaAbstract: Mammal milk is not only enriched in nutriments. but also containsbiological active substances. there are alsolive cells in milk.too. These biological active substances play important roles in metabolismL growth, development. immunizationantimicrobes, etc either of neonates or of young animals. Some biological active substances are closely related with developmenL differentiation and protection of mammary gland. The present paper devoted to the introduction of biological active substance in milk. such as hormones, growth factors. enzy mes immunoglobulins, lactoferrin, milk fat globule membrane proteins.bioactive peptides and soKey words: milk: biological active substances: protein: bioactive peptides中圖分類號:TS2521文獻標識碼:A文章編號:1002-6630(2004)03-0188-05乳是哺乳動物乳腺的分泌產(chǎn)物。乳(特別是初乳)為新檢測到50種以上。例如,催乳素(OXT)促甲狀腺素(TSH)生哺乳動物提供了幾乎全部必需的養(yǎng)分,傳遞特異和非特異黃體生成素釋放素(LRH)、促腎上腺皮質(zhì)激素(ACTH)、促的被動免疫保護以及轉(zhuǎn)達母源的代謝調(diào)節(jié)信號,對新生哺乳甲狀腺素釋放激素(TRH)、生長抑素(SS)、生長素釋放激動物具有重要的生物學功能和不可取代性。人和動物乳被認素(GRH)、甲狀旁腺素釋放肽(PTH-rP)、降鈣素(CT)、胰為是最接近完酋的食品,其化學組成主要有乳脂、乳糖、乳島素( ( Insulin)、胰島素樣生長因子l(IGFI)、胰島素樣生長蛋白、無機鹽和維生素等。乳不僅含有很高的能量卡值,可因子Ⅱ(GF-)和神經(jīng)生長因子(NGF)等。以滿足快速生長的嬰兒和新生幼仔平衡的營養(yǎng)需求,而且還由于檢測技術(shù)的不斷改進提高,將會發(fā)現(xiàn)越來越多的激含有許多生物活性物質(zhì)如抗體、酶、激素、生長因子和生物素和生長因子存在于乳中。例如,近年來許多細胞因子包括活性肽等乳中生物活性物質(zhì)的作用近年來越來越受到關(guān)注,白細胞介素-1B( Interleukin-1B,1l-1B)、白細胞介素-6這些物質(zhì)對嬰兒和新生幼仔的存活、生長和發(fā)育有重要的作(L-6)、腫瘤壞死因子.a( Tumor necrosis factor-a,TNF用。本文就乳中這些生物活性物質(zhì)及其研究進展作一綜述a)和干擾家-Y( Interferon,IFN)等也在初乳中被1激素和生長因子檢測到。特別最近在牛和人初乳中分離到一種富含脯氨酸被稱中國煤子,并且揭示它能誘導乳中含有許多類固醇激素、多肽類和生長因子,目前已菜化成。這些物質(zhì)雖含CNMHG收稿日期:2003-01-20基金項目:安徽省自然科學基金資助項目(03043802)作者簡介:秦宜德(1962-),男,副教授,博土,從事泌乳生理生化方面的研究?！鶎ｎ}論述食品科學2004,o.25.No.3189量甚微,但具有重要的生理功能乳中的激素和生長因子,有初乳中1gs主要為gA,M的濃度也較高。牛和豬等初乳中些是完整或經(jīng)過糖基化和磷酸化等修飾從血液轉(zhuǎn)入乳中的:1gs主要為,在分泌24h內(nèi)快速下降,1gA變成乳中主要的有些是在乳腺或乳中經(jīng)蛋白水解作用形成的:乳腺本身也被免疫球蛋白。乳中1gs的9%來自血液。通過受體介導的內(nèi)認為是內(nèi)分泌器官,有些激素和生長因子是在乳腺內(nèi)合成并吞把lgG轉(zhuǎn)入上皮細胞并分泌到腺泡腔。1gAgM是通過和分轉(zhuǎn)人乳中的泌成分結(jié)合,連同分泌成分一起被分泌到乳中乳中激素和生長因子的功能是多方面的乳中激素和生哺乳動物的幼仔出生時,免疫系統(tǒng)尚未發(fā)育完善。母體長因子影響乳腺的生長發(fā)育和成熟:通過傳遞代謝信號,促將IgG轉(zhuǎn)輸給幼仔,稱為被動免疫轉(zhuǎn)移。這種被動免疫轉(zhuǎn)移進嬰兒或新生幼仔生長以及免疫系統(tǒng)、胃腸道和神經(jīng)內(nèi)分泌在人和兔等通過胎盤轉(zhuǎn)移1g,豬和牛等胎盤不能通過lg系統(tǒng)的發(fā)育:調(diào)節(jié)嬰兒或新生幼仔組織器官的生理活動和代只能用初乳轉(zhuǎn)移給新生幼仔。在出生時,新生幼仔胃腸道能謝機能。例如,胰島素、IGF·1和EGF的功能見表1直接吸收生物大分子,隨著新生幼仔胃腸道吸收大分子的表1乳中胰島素、GF·I和FGF的功能對母體乳腺組織對動物幼仔或要兒胰島素促進生長和分化影響血糖水平:促進生長和組織分化,促進胃腸道迅速發(fā)育,誘導小腸粘膜成熟,加速腸道對大分子吸收的關(guān)閉:增強腸道刷狀緣酶如乳糖酶的活性GF·I促進生長和分化促進生長、發(fā)育、組織分化、免疫和適應環(huán)境,特別是胃腸道生長和發(fā)育EGF促進生長和分化促進和啟動生長,促進發(fā)育和組織分化,特別是胃腸道生長和發(fā)育:影響胃道一系列酶的活性和腸道吸收功能引起早期眼瞼打開2乳中的醇關(guān)閉,IgA就開始在乳中占優(yōu)勢。通過轉(zhuǎn)移lgG,新生幼仔獲從乳中已檢測出60多種酶。乳中酶的大部分在乳腺得被動免疫lgA對酸堿和蛋白水解酶的水解作用有較強的抵上皮細胞中合成在泌乳過程中隨細胞破裂分泌進入乳中,例抗力,能在新生幼仔消化道中保持抗體活性,當其進入消化如溶菌酶、乳酸脫氫酶、蘋果酸脫氫酶、6-磷酸葡萄糖脫氫道后可附在消化道粘膜表面以防止病原體吸附到腸壁上達酶和乳糖合成酶等,其余部分來自血液,例如磷蛋白脂酶到排菌的作用gs還與乳腺本身的防御機能有關(guān),調(diào)理吞噬細胞,凝集和抑制細菌,中和細菌毒紊,從而保護乳腺和核糖核酸酶等。乳中還存在一些由微生物分泌的酶:乳酶方面影響乳腺的功能和健康如半乳糖轉(zhuǎn)移酶、脂肪合成酶4乳中非抗體保護蛋自和Y-谷氨酰轉(zhuǎn)肽酶等。其次,乳酶影響新生幼仔代謝和生長發(fā)育。例如乳中脂肪酶、酯酶、淀粉酶、蛋白質(zhì)水解酶和堿4.1乳鐵蛋白乳鐵蛋白( lactoferrin,f是乳中與鐵結(jié)合的紅色蛋白性磷酸酶等被認為能幫助新生幼仔消化存在于豬初乳中在質(zhì),是高度糖基化的糖蛋白。L主要由乳腺分泌型上皮細胞泌乳幾天后又很快下降到極低水平的蛋白酶抑制劑,在幫助合成,少量來自多型核白細胞顆粒。初乳中L含量豐富,例新生仔豬詩腸道吸收、轉(zhuǎn)運完整的免疫球蛋白進入血液方面如人初乳中L含量為6-8gLu,隨著泌乳延續(xù)其含量急劇起重要作用.再者,乳酶具有抗菌作用,對乳腺和嬰兒或下降,一周后乳中L含量甚微新生幼仔起保護作用。例如,乳過氧化物酶系統(tǒng)( 1, lactoperoxidase system,LPS)在牛的初乳中有很高的活性L的主要功能是抑制細菌生長以及抗病毒作用,其主要機制是通過競爭Fe和其它金屬離子。近年來研究指出Lf它對革蘭氏陽性菌和陰性茵都有廣泛的抑制作用:淀粉酶對對炎癥骨髓組織增生、單核巨噬細胞中re沉積、多型核白細菌細跑多糖有相對專一性水解,也是一種抗菌蛋白;人乳中的溶菌酶對人乳的抑菌效率成正相關(guān)。此外,通過了解乳細胞羥基基團產(chǎn)生和免疫功能均有調(diào)節(jié)作用。L還有對細胞生成也有調(diào)節(jié)作用,并能影響自然殺傷細胞的活性和抗體依中酶濃度的變化,從而了解乳腺、機體代謝情況,輔助疾病賴性細胞介導的細胞毒性( Antibody- dependent cell- mediated的診斷。cytoxicity.ADCC川.嬰兒或新生幼仔通過!f茯得鐵和其它3乳中的免疫球蛋白金屬離子,對其胃腸道建立正常菌落也有重要意義叫42乳脂肪球膜蛋白初乳中免疫球蛋白( Immunoglobulins,Igs)占整個乳清乳脂肪球膜蛋白( Milk fat globule membrane protcin,蛋白的6090~909%,隨著泌乳進行迅速下降,常乳中g(shù)s含址MrG甚微1,乳中1g包括1g、1gA和1gM等。靈長類和兔等脂小什H中國煤化工是頂漿分泌包裹乳CNMHG泡腔中,與膜結(jié)合的902004.F.25.Mo.3健品剝學※專題論述蛋白一起被分泌進乳中。 MFGMP一般都是長鏈狀具有高度源蛋白特別是酪蛋白的多肽鏈中,在一定條件下受蛋白酶作糖基化的蛋白質(zhì),包括位于胞漿的C端部分、跨膜區(qū)和高度用被釋放出來,例如乳源蛋白受嬰兒或新生幼仔胃腸道蛋白糖基化的胞外N端。 MFGMP目前研究最為活躍的是酶作用后釋放多種生物活性肽。這些活性肽能被機體消化道MUC,其分子量通常大于100KD。MUC1對胃蛋白酶直接吸收,在機體內(nèi)發(fā)揮各種生物學效應,對嬰兒或幼仔的胰蛋白酶和凝乳蛋白酶有較大的抗性,但易受鏈霉菌蛋白酶消化、營養(yǎng)和免疫等發(fā)揮調(diào)節(jié)作用口。主要乳源生物活性肽枯草桿菌蛋白酶的水解。見表2MUCI雖然在乳中含量甚微,但確具有重要的生物學意義.MC糖基末端的大量唾液酸使乳腺上皮帶有強的負電6乳中的細胞荷,阻止腺泡腔和導管內(nèi)壁粘連而保持開放狀態(tài),還可以防多種細胞在乳中被檢測到,表3是豬乳中的細胞種類及止乳脂肪球成簇而引起的乳導管堵塞。MUC1可以阻抑病原百分比。 Williams PP在1993年報道w了新生仔豬能在小腸微生物、調(diào)節(jié)細胞免疫和抗癌等表3豬乳中的細胞種類及百分比(%)川95乳中生物活性肽細胞類型近年來乳源蛋白特別是酪蛋白,其酶解產(chǎn)物中有多種生中性粒細胞物活性肽的發(fā)現(xiàn),引起人們極大的關(guān)注和興趣。這些生物活巨噬細胞性肽包括:阿片肽( Opioid peptides)20:2、降血壓肽淋巴細胞( Antihypertensive peptides)2l抗血栓肽( Antithrombotic噬酸性細胞peptides ))、酪蛋白磷酸肽( Casein phosphopeptides,cPP)上皮細胞1,423.6B、免疫調(diào)節(jié)肽( Immunomodulating peptides)以及抗菌肽( Antimicrobial peptides)等,乳源生物活性肽隱藏在乳分娩后立即采集乳樣:“在泌乳第14~21d采集乳樣。表2主要乳源生物活性肽類別主要來源舉例主要生理功能調(diào)節(jié)機體神經(jīng)和內(nèi)分泌活動:調(diào)阿片肽B-酪啡肽節(jié)機體呼吸、脈搏、體溫、消化a、β和κ-酪蛋白( Opioid peptides(7AA)吸收和生長調(diào)節(jié)機體免疫和抗免疫調(diào)節(jié)肽、B和x-酪蛋白as1-酪激肽(6AA)促進機體免疫和抗感染能力等降血壓肽血管緊張素轉(zhuǎn)換酶(Antihypertensivea、B和x-酪蛋白抑制劑-2(I2A)降血壓作用和促進機體免疫等抗血栓肽凝血醇抑制肽( AntithromboticK-酪蛋白抗血栓活性等(5AA)酪蛋白磷酸肽( Caseina和B-酪蛋白酪磷肽10(A)促進鈣的吸收和利用等抗菌肽( Antimicrobial a-酪蛋白、轉(zhuǎn)鐵蛋白乳轉(zhuǎn)鐵蛋白B和乳鐵蛋白等抗感染等(25AA其它生物活性肽(oherK-酩蛋白糖肽biological activca、B和-酪蛋白(12AA)調(diào)節(jié)胃腸道運動和分泌等中國煤化工CNMHG※專題論述健品科2004,ol.25.No.3l9l上段吸收初乳中免疫細胞進入淋巴管,并被轉(zhuǎn)運到腸系膜淋1 Kitchen b. middleton G. Salmon M. bovine milk N- acetyl巴結(jié),新生仔豬飼喂初乳2h后,就能在其血液中檢測到乳中B-D-glucoits signifi白細胞,24后,新生仔豬的胃腸道、淋巴結(jié)、肝、脾和肺都abnormal udder secretion [J]. J Dairy Res, 1990. 45: 15-20能檢測到。乳中的細胞主要是防止乳腺和新生幼仔消化道病12 I Westrom B R. Ohlsson B G. Svendsen L, ct a. Intestinal菌侵害。研究表明叫,初乳中免疫細胞可以提高新生仔豬的transmission of macromolecules ( BSA and FITC-labeled dex-細胞免疫和疾病防治的水平。一系列研究表明牛初乳細trans)in the neonatal pig: Enhancing eflect of colostrum proteins胞可以提高初生犢牛淋巴細胞應激反應,增加病原(如大腸and protease inhibitors [J]. Biol Neonate. 1985.47: 359-366桿菌)的抗體濃度和溶菌酶活性。[13] Jackson JR Hurley W L Easter R A etal. Effects of inducedor delayed parturition and supplemental dietary fat on colos-7乳中其它活性成分trum and milk composition in sows [J]. J Anim Sci. 1995.73乳中除上述生物活性物質(zhì)外,還有一些其它生物活性物[14]7 ouS. Brady TA. Hurley WL. Protective factors in mammary質(zhì),例如補體4( Complement4)和前列腺素(PG)等。人、gland secretions during the periparturient period in the mare牛和大鼠乳中PG存在PG和PGF兩種以及PG的代謝產(chǎn)物J]. J Equine Vet Sci. 1998. 18: 184-188血栓烷( Thromboxane)B32等。這些物質(zhì)來源尚不清楚,但可5 Sanglid PT. Trahair J F. Loftager MK,etal. ntestinal能對乳腺以及晏兒或新生幼仔早期生長發(fā)育有影響macromolecule absorption in the fetal pig after infusion ofcolostrums in utero[]. Pediatr Res, 1999. 45: 595-602參考文獻:6郭本恒,程玉倩,駱承癢乳鐵蛋白中國乳品工業(yè)[I Munoz C Endres S. van der Meer J et al. Intcrlcukin-I beta1995,23(3)117-120.in human colostrums[ Res Immunol. 1990. 141: 6505-6.513[17] Hurley W L Grieve RCJ Hegarty H M et al. Electrophoretic[2] Bocci V, von Bremen K. Corradeschi F, et al. Presence ofcomparisons of lactoferrin from bovine mammary secretions,interfcron-gamma and interleukin-6 in colostrum of normalmilk neurophils, and human milk U]. J Dairy Sci. 1993. 76377-387.women [J]. Lymphokine Cytokine Res, 1993. 12: 21-24[3] RudloftH E, Schmalstieg FC, Ir et al. Tumor necrosis factor[18] Patton S, Giendler S J. Spicer AP. The epithelial mucin MUCIu in human milk [J]. Pediatric Res. 1992. 31: 29-33of milk, mammary gland and other tissues [J]. Biochimicaet[4] Blach-O1szwska 7 Janusz M. Stimulatory effect of ovineBiophysica Acta. 1995. 1241: 407-424colostrininc( a proline-rich polypeptide )on interferon and [19 Parry G. Spicer A P Li J. et al. Studies of MUC-1 mucinlumor necrosis factor production by murine peritoneal cellscxpression and polarity in the mouse mammary gland demp]. Arch Immunol Ther Exp (Warsz )1997. 45:43-47.onstrate developmental regulation of MUC-1 glycosylation[5] Piasecki E Inglot A D. Winiarska M. ct al. Coincidenceand establish the hormonal basis for mRNA expression [].Jbetween spontaneous releasc of interferon and tumor necro-Cell sci,1992.101:9l-199sis factor by colostral leukocytes and the production ofa[201 Sakaguchi M Murayama K Yabe k et al. Beta-casomorphincolostrinine by human mammary gland after normal delivery5 stimulates neurite outgrowth in a mouse neuroblastoma cellP. Arch Immuno! Ther Exp( Warsz ) 1997. 45: 109-117line(Neuro-2a)J]. Neurosci Lett. 1998. 251: 97-100[61 Harada E. Syuto B. Precocious cessation of intestinal[21]KampaM. Loukas S Hatzoglou A ct al. Identification of'a novelmacromolecular transmission and surface development inopioid peptide(Tyr-Val-Pro-Phe- Pro) derived from human alduced by insulin in adrenalectomized suckling rat [] Comppha SI casein(alpha SI-casormorphin, and alpha Sl-casomorphinamide)U]. Biochem J. 1996. 319(Pt 3):903-908[7 Shulman RI Oral insulin increases small intestinal disaccha. 1221 Fi1zGerald R J. Meisel H. Milk protein-derived peptideridase activity in the newborm pig[]. Pediatr Res, 1990:171200084Supl:S33-37.[8] Baumrucker CR Blum JW. Effects of dietary rhlGF-I in[23] Fiat AM. MIgliore-Samour D, Jolles P, et al. Biologicallyneonatal calf[J]. J Anim Sci, 1991, 69: 295-298[9秦宜德,鄒思湘,陳偉華,等.二花臉豬乳中生長因子amples conceming antithrombotic and immunomodulating-tivities ] J Dairy Sci, 1993. 76: 301-310.的動態(tài)變化及其與大約克豬的比較.畜牧與獸醫(yī)[24] Rasmussen LK. Sorensen E S. Petersen TE, et al. Charac-2000,32(2):2-14.l101 Jenness R Biochemical and nutritional aspects of milk andne casein micelles and their caseinomacropeptides: a soliolostrums. In: Larson B L Lactation[M]. lowa. USA: The中國煤化工 etic resonance andlowa State University Press, 1985, 164-195CNMHG門 J Dairy922004,Io.25.Mo.3便品武※專題論述8U:E and selenium on immune responses of peripheral blood.[251 Mciscl IL Biochemical properties of regulatory peptides derivedstrum and leukocytes of sows p J Anim Sci. 1993. 71trom milk proteins(]. Biopolymers, 1997, 43: 119-128[26] Tomita M. Bellamy w. Takase M. ct al. Potent antibacterial [30] Williams PP. Immunomodulating effects of intestinal ab-peptides gencratcd by pepsin digestion of bovine lactoferrinsorbed maternal colostral leukocytes by neonatal pig [ ]. Can門. J Dairy Sci.1991.74:4l37-4|42.Vct Res,1993.57:-827]吳建平,潘文彪.乳蛋白生物活性肽的研究概述[]中[31] Riedel- Caspari G. Schmidt F W. The infuence of colostral國乳品工業(yè),1999,27(2:12-15leukocytes on the immune system of the neonatal calf. IT[281 Kampa M. Bakogeorgou E Hatzoglou A et al. Opioid alkaloidsEfects on passive and active immunization [ J]. DTw Dtschand casomorphin peptides decrease the proliferation of tTierarztl Wochenschr, 1991.98: 190-1static cancer ccll lines([NCaP PC3 and DU145)through a [32] Riedel-Caspari G The influence of colostral leukocytes on thepartial interaction with opioid receptors[]. Eur J Pharmaccourseof the experimental Escherichia coli infection and serum1997.335:255-265antibodies in neonatal calver [J]. Vet Immunol Immunopath,129 Wuryastuti Il. Stowe H D. Bull R W. ct al. Effects of vitamin乳鐵蛋白的國內(nèi)外研究動態(tài)及趨勢張東送2,龐廣昌,胡志和',王彥2,劉萍(1.天津商學院生物工程系,天津300134:2.海軍后勤學院軍需系,天津300450)摘要:乳鐵蛋白是一種鐵結(jié)合性糖蛋白,具有多種生物學功能,近年來成為國內(nèi)外研究的熱點。本文綜述了乳鐵蛋白的近期研究熱點:活性乳鐵蛋白的開發(fā)應用,高效表達人乳鐵蛋白的轉(zhuǎn)基因技術(shù)進展,工業(yè)化生產(chǎn)途徑的最新研究以及乳鐵蛋白的開發(fā)應用前景關(guān)鍵詞:乳鐵蛋白:活性乳鐵蛋白;安全性:研究進展Review on the Current Status and Development Trend of Lactoferrin both Domestically and AbroadZHANG Dong-song. PANG Guang-chang, HU Zhi-he. WANG Yan?, LIU Ping(1. Department of Bioengineering: Tianjin University of Commerce, 300134, China; 2. epertment ofQuartermaster, Navy Logistics College, Tianjin 300450, China)Abstract: Iactoferrin. an iron-binding glycoprotein, has many biological functions. The latest hot-spot rescarches oflactoferrin havebeen reviewed on the activated lactoferrin to produce high levels of human lactoferrin(hLF) in the transgenic organisms andisolation and purification on a large scale. The prospects of the development and application of lactoferrin were also summed upKey words: lactoferrin(L F): activated lactoferrin(ALF): safety; researches and progresses中圖分類號:TS252獻標識碼:B章編號:10026630(2004)03-0192-04近年來,世界各地的實驗室對乳鐵蛋白進行了廣泛的研分泌物中,如乳汁、眼淚、唾液等。乳汁,尤其是初乳中LF究,國際上有關(guān)乳鐵蛋白的專題會議已進行了6次,乳鐵蛋的含量很高,如牛初乳中的LF質(zhì)量濃度為1g,LF具有許白正成為國內(nèi)外研究的熱點多獨特的生物學功能增強鐵的傳遞和吸收廣諧的抗菌性乳鐵蛋白 Lactoferrin,LF)是一種相對分子質(zhì)量約為免8000Da的鐵結(jié)合性糖蛋白,主要存在于哺乳動物的各種外子;YH中國煤化工胖的平衡:作為生長因CNMHG以下是LF近期的收稿日期:2003-08-04基金項目:國家自然科學基金資助項目(30170685)作者簡介:張東送(1971-),男,講師,碩士,主要研究方向為食品生物技術(shù)