近日，化學領(lǐng)域頂級期刊《Angew.Chem.Int.Ed.》上發(fā)表了中國科學院上海藥物研究所文留青課題組與南方科技大學教授王鵬合作完成的利用商業(yè)化多肽合成儀和化學酶法合成帶有復雜寡糖結(jié)構(gòu)的糖肽的研究報告。

       研究人員通過篩選大量可用于固相合成的固相載體，發(fā)現(xiàn)一種可同時被用作有機相的肽鏈合成與水相寡糖合成的僅表面具有氨基基團硅球，研究人員又結(jié)合商業(yè)化多肽合成儀開發(fā)出了包含兩相反應(yīng)的體系。經(jīng)過有機相與水相相繼反應(yīng)的多個循環(huán)后，就可以得到目標糖肽。

       因此，研究人員基于商業(yè)化的多肽合成儀實現(xiàn)了13種復雜糖肽的半自動合成，研究成果也為糖肽的合成提供了可行性的方案。

       糖肽是什么？

       糖肽是一類寡糖與多肽相結(jié)合的大分子化合物，根據(jù)糖肽鍵鏈接的不同可以分為兩種：N-糖肽鍵和O-糖肽鍵。

       N-糖肽鍵是指β-構(gòu)型的N-乙酰葡糖胺異頭碳與天冬酰胺的γ-酰胺N原子共價連接而成的N-糖苷鍵；

       O-糖肽鍵，是指單糖的異頭碳與羥基氨基酸的羥基O原子共價結(jié)合而成的O-糖苷鍵。

       由于糖肽對動物和植物的各種生理功能和病理功能都起著重要作用，因此一直是研究領(lǐng)域的熱門話題。

       糖肽最早的應(yīng)用出現(xiàn)于醫(yī)藥領(lǐng)域用作抗生素，萬古霉素就是典型的糖肽類抗生素。

       萬古霉素首先被ECKornfeld從一個傳教士采集的婆羅洲叢林深處的土壤中分離出來，并發(fā)現(xiàn)其有顯著的抗菌作用，被用于治療由耐青霉素的金黃色葡萄球菌引起的感染。由于其具有極好的抗耐藥性，1958年美國FDA給予其應(yīng)用許可。其作用機制是能夠抑制細菌細胞壁的合成，具有殺菌作用，另外還可以改變細菌細胞膜的通透性，阻礙細菌RNA的合成。

       糖肽的多樣化受阻

       糖肽的功能遠不止抗菌這么簡單，很多研究證實，糖肽具有提高免疫力、改善人體機能等活性作用。

       但糖肽結(jié)構(gòu)的不同呈現(xiàn)出的功能特性也不同，受來源的限制，其難以滿足多樣化的需要，而合成就成為拓展渠道的重要途徑。目前關(guān)于糖肽的合成方法有化學合成、酶法合成及化學酶法合成等，但這些方式大都程序繁瑣、純化困難、無法定向合成，難以實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)需要，這也使得糖肽的應(yīng)用僅局限于藥物方面，其前景更大的保健品市場仍處于空白。

        目前對于糖肽的獲取主要通過微生物發(fā)酵和植物提取的方式獲得，比如：

       萬古霉素族抗生素就是通過東方擬無枝酸菌或者放線菌發(fā)酵提??；

       甘露聚糖肽則存在于甲型溶血鏈球菌莢膜及培養(yǎng)液中；

       云芝胞內(nèi)糖肽是從藥用真菌中提取的，具有免疫增強、保肝和輔助癌癥治療等藥理活性的一類原料藥。

       而在功能性食品方面，糖肽的應(yīng)用非常有限，經(jīng)查詢，目前審批的糖肽類保健食品僅有一款，是2000年審批的云芝糖肽類產(chǎn)品。

       功能性糖肽

       多糖是很多植物中的活性成分，也是當下功能食品的熱門成分。根據(jù)單糖的類別，多糖可分為均聚多糖、雜多糖、糖綴合物等，其中糖綴合物是指多糖與其他非糖部分如蛋白、多肽、脂類等的結(jié)合形式，因此在很多多糖類的產(chǎn)品中也存在一定的糖肽成分，而這類成分我們便可以考慮將其提取，以充分發(fā)揮其功能特性。目前來看，有望運用到功能食品中的有枸杞糖肽和納豆糖肽兩種。

       枸杞糖肽

       公開資料顯示，2018年中國枸杞行業(yè)市場規(guī)模為154.53億元，同比增長8.7%，預計到2020年其市場規(guī)模將增長至183.03億元左右，枸杞以其質(zhì)優(yōu)價廉的特點而廣受世界消費者喜愛。

       枸杞多糖是枸杞中主要的活性成分，而枸杞糖肽是從枸杞多糖中進一步分離純化得到5種具有較強免疫活性作用的糖綴合物，藥理實驗表明，其免疫性能比枸杞要強10-20倍。枸杞糖肽中多糖含量為70%，糖組成為ArA:GAl:GlC=2.5:1.0:1.0(摩爾比)，并含有其他17種天然氨基酸，具有提高免疫力、保肝明目、增精強腎、抗衰老、降血降壓、降血脂、治癌、增強造血功能、美容養(yǎng)顏等功效。

       納豆糖肽

       納豆是當下熱門的保健食品之一，2019年我國納豆及納豆相關(guān)產(chǎn)品市場規(guī)模約在2.56億元，預計2020年全年國內(nèi)市場需求規(guī)模將達到近3億元。納豆因含有多糖、多肽、納豆激酶等多種活性成分而廣受歡迎，近年來人們發(fā)現(xiàn)納豆中還含有活性更高的納豆糖肽。現(xiàn)代研究指出，納豆中的糖肽一部分來源于發(fā)酵產(chǎn)生，另一部分來源于納豆菌，其中納豆菌中的糖肽被認為是主要的活性成分，其在動物試驗中已經(jīng)展現(xiàn)出了顯著的免疫增強作用。

       目前從天然動植物中提取糖肽的成本較高，即便是作為保健食品也需要進行起效量的界定，無形中提高了產(chǎn)品的價格，無益于市場的開拓。

       比如枸杞糖肽，雖然其作用更為明顯，但帶來的成本增加是否能讓消費者"買單"還是個未知數(shù)，從利潤角度來看，不如選擇受眾更明顯的枸杞多糖。

       而合成糖肽如果能夠順利落地，不僅能夠降低產(chǎn)品成本，而且能夠提高市場接受度，也有利于倒逼政策的不斷完善，無論從市場還是頂層設(shè)計角度看，合成糖肽的成功都具有重要意義。

       作者：劉劉球

       劉劉球，從事營養(yǎng)保健行業(yè)研究，主要方向：政策解讀和技術(shù)分析研究。