降尿酸肽是食物蛋白经酶解得到的具有降尿酸作用的肽类化合物。高尿酸血症会引发痛风、心血管疾病、肾病和糖尿病等一系列代谢综合征,严重威胁人类健康。而临床上,许多降尿酸药物具有*副作用,因此,开发安全有效的降尿酸肽具有实际应用意义。
浙江大学生物系统工程与食品科学学院,农业农村部农产品采后处理重点实验室,浙江省农产品加工技术研究重点实验室的骆贤亮、刘滔、冯凤琴*等人从高尿酸血症的发病机理、常用的建模方法、降尿酸肽与*嘌呤氧化酶结合的构效关系及其体内活性评价研究现状等方面进行概述,并对降尿酸肽未来研究方向作出展望,为降尿酸肽的进一步研究与开发提供一定的理论支持。
1、高尿酸血症发病机理与防治尿酸的合成与排泄
尿酸是一种有机弱酸,为嘌呤代谢的终产物。如图1所示,嘌呤腺苷酸经一系列酶的催化,依次经过次*苷、次*嘌呤和*嘌呤等中间产物,最终氧化得到尿酸。
尿酸代谢混乱与高尿酸血症的形成高尿酸血症主要是由于尿酸产生(如富含嘌呤的食物)与排泄(如肾功能降低)之间的不平衡造成的。也就是说,嘌呤代谢异常或尿酸排泄时,体内尿酸、尿酸前体(次*嘌呤和*嘌呤)水平增加引起的血尿酸水平升高会导致高尿酸血症,临床的诊断标准为:在正常嘌呤饮食状态下,非同日两次空腹的血尿酸水平,男性高于μmol/L(0.7mg/L)或女性高于μmol/L(0.6mg/L)。长期的高尿酸血症会使尿酸盐结晶沉积于关节腔及软组织,促使血小板凝集,诱发高血压、高血脂、痛风及胰岛素抵抗等一系列代谢综合征疾病。
高尿酸血症疾病的防治控制高尿酸血症的形成主要通过控制饮食、调节生活方式以及药物辅助治疗。在饮食方面,由于食物中的嘌呤类型及含量都存在差异,所以对尿酸的影响也不同。根据日本高尿酸血症和痛风营养疗法治疗指南的建议,每天饮食中嘌呤应少于mg。因此,患有痛风的人应避免食用内脏、甜面包、高果糖玉米糖浆、甜味饮料和酒精,尤其在痛风发作频繁时应完全避免饮酒,同时应限制肉类及肉类产品、海鲜、食用糖、甜味饮料和食用盐的摄入量,鼓励食用低脂或脱脂的乳制品和蔬菜。2、高尿酸血症研究模型的构建氧嗪酸钾诱导构建高尿酸血症动物模型
氧嗪酸钾即尿酸酶抑制剂,是目前最常用的高尿酸血症建模药物。朱祥祥等对比不同造模因素,发现连续造模7d后,mg/kgmb氧嗪酸钾、mg/kgmb次*嘌呤+mg/kgmb氧嗪酸钾均可使小鼠血清尿酸水平显著升高,成功诱导高尿酸血症模型,且后者效果更佳。XOD抑制剂别嘌呤醇是治疗高尿酸血症的临床药物,通常选择其作为阳性对照组。构建模型时一般可通过灌胃或注射氧嗪酸钾形成急性和非急性两种高尿酸血症模型,具体的模型构建需根据样本特点及实验需求进行。
酵母浸粉诱导构建高尿酸血症动物模型酵母浸粉中含有丰富的蛋白质、核苷酸和B族维生素,在体内能水解产生嘌呤碱类、嘧啶碱类和磷酸,大量摄入酵母浸粉会干扰机体正常的嘌呤代谢,表现为XOD活性和尿酸含量升高,研究表明酵母浸膏和酵母浸粉均能很好地构建高尿酸血症模型。张灏以饲料喂食的方式,给予对照组动物喂食标准饲料,其余各模型组均喂食含有质量分数20%酵母浸粉的高尿酸血症标准饲料,实验组在模型组饲料的基础上,分别添加质量分数0.1%的海参皂苷、0.3%的海参多糖以及0.02%的海参脑苷脂。持续喂食14d,发现在第9天时,模型组小鼠体内血尿酸水平显著高于对照组。3、降尿酸肽的制备与结构、活性功能及作用机制降尿酸肽的制备与结构
化学合成药物具有内在的*副作用,能够引起肾脏或肝脏功能受损、肌肉萎缩和中枢神经系统功能障碍。降尿酸肽作为有效安全的替代物,近些年对其研发逐渐增多。研究发现,底物和制备方法不同会影响生物活性肽的含量和特性。目前,常用酶解法从蛋白质中获得生物活性肽,因为酶法在水解、释放和获得目标肽段方面更具可控性。近几年,关于食源性降尿酸肽的制备方法及其活性功能的相关研究见表1。
降尿酸肽与XOD的分子对接及构效关系XOD也称*嘌呤氧化还原酶,是一种限速酶,广泛存在于肝、肠、血清和乳腺中,可催化尿酸的产生并同时产生活性氧,因此,抑制XOD的活性对于高尿酸血症和氧化应激相关疾病的治疗至关重要。经大量研究表明,降尿酸肽通过与XOD特异性结合抑制其活性,从而抑制尿酸的合成。HeWeiwei等通过碱性蛋白酶水解金枪鱼肉获得混合肽TPH,TPH中包含12个二肽和三肽,能有效抑制XOD。其中含苯丙氨酸(Phe)的肽比含色氨酸(Trp)的肽能更有效地抑制XOD活性。
降尿酸肽体内活性评价及作用机制尿酸是嘌呤代谢的最终产物,体内XOD活性升高通常与尿酸水平呈正相关。研究表明,尿酸还可以与体内O2-、H2O2和OH-反应,从而引起氧化应激和肾功能受损。现有的降尿酸药物会引起诸多不良反应,因此,开发新型安全高效的替代品具有积极意义。大量研究表明,活性肽具有较好的体外抑制XOD活性,近年来食源性活性肽降尿酸作用及其体内作用机制的研究也越来越受