[科普中國]-αs1-酪蛋白

定義

αs1-酪蛋白是牛乳蛋白中的主要成分，它是一種高度磷酸化蛋白，多數(shù)情況下每個 αs1-酪蛋白上有 8 個磷酸基團(tuán)存在，還有少數(shù)的含有 9 個磷酸基團(tuán)。它的氨基酸序列已經(jīng)確定或者通過其他哺乳綱動物的 DNA 序列推斷出。

所有的 αs1-酪蛋白都有復(fù)雜的磷酸化作用位點(diǎn)，其中第 100-110 位氨基酸殘基處是一個主要的磷酸化位點(diǎn)，磷酸化作用發(fā)生在蘇氨酸和絲氨酸殘基上。當(dāng)天冬氨酸或谷氨酸位于這一序列的第三個位置時，這個位點(diǎn)是最主要的磷酸化位點(diǎn)。磷酸化的絲氨酸和蘇氨酸也可以成為其它絲氨酸磷酸化作用的決定因素，這些磷酸化位點(diǎn)又叫做次磷酸化位點(diǎn)，這些結(jié)構(gòu)的典型特征是 6-8 個絲氨酸后連接2個谷氨酸。牛奶中的αs1-酪蛋白存在兩個磷酸化形式，這兩種磷酸化形式每個 αs1-酪蛋白分別存在 8 個和 9 個磷酸基團(tuán)。2

基因顯著的特點(diǎn)是 αs1-酪蛋白的基因中有15個氨基酸組成的高度保守的信號肽基因，但是成熟的 αs1-酪蛋白含有可變序列。然而成熟肽的長度與牛乳αs1-酪蛋白（199 個氨基酸）相似，大鼠和小鼠的同源序列相當(dāng)長，是由于插入了一系列的六肽重復(fù)序列。相反，荷蘭豬 αs1-酪蛋白序列相對較短只有 183 個氨基酸殘基。在反芻動物（大于 85%）和嚙齒類（80%）中存在高水平的氨基酸同源性，但是牛和豬之間的氨基酸同源性只有 48%。在牛和大鼠的 C 末端的氨基酸同源性只有 29%而小于 N 末端。2

突變株在個別物種中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)αs1-酪蛋白的自然突變株，牛的成熟αs-酪蛋白序列中的突變株B中第192位氨基酸是谷氨酸，而在突變株C中是甘氨酸。然而突變株B在歐洲牛中占主要地位，突變株C存在于印度劍鋒牛中，并且被認(rèn)為是遺傳性的。據(jù)報道荷蘭的荷斯坦奶牛含有95%的突變株B，而娟珊牛大約含有60%的突變株B和40%的突變株C。2

過敏人乳中富含乳清蛋白，酪蛋白含量約在總蛋白的 28%，而牛乳中酪蛋白約占總蛋白的 82%，并且牛奶中含有人乳中沒有的 2 種蛋白質(zhì)即 αs1-酪蛋白和 β-乳球蛋白。由于牛奶和人乳蛋白組成上的差異，導(dǎo)致機(jī)體將牛奶蛋白認(rèn)定為外源蛋白。當(dāng)進(jìn)食這些外來蛋白時，對于正常免疫系統(tǒng)的人群來說，能夠很好的吸收其營養(yǎng)；而對于過敏體質(zhì)的人群而言，引發(fā)過敏反應(yīng)。牛奶中的過敏原主要包括 β-乳球蛋白、α-乳白蛋白和和 αs1-酪蛋白。由于牛奶中 αs1-酪蛋白含量最為豐富，也被認(rèn)為是最主要的過敏原。1

酶解近年來，生物活性肽是酪蛋白研究的一個熱點(diǎn)，因?yàn)樯锘钚噪暮推涞鞍踪|(zhì)母體相比，有更好的生理功效。生物活性肽被定義為能夠?qū)ι眢w的機(jī)能和情況產(chǎn)生積極影響，并可能最終影響人體健康的特殊的蛋白片段。生物活性肽在蛋白質(zhì)中是沒有活性的，只有蛋白質(zhì)被特定的酶水解，酰胺鍵斷裂，產(chǎn)生特定的氨基酸序列，生物活性被釋放出來，才具有一定的功能性，能夠?qū)π鲁谴x產(chǎn)生積極影響。一些生物活性肽可以治療腹瀉，高血壓，齲齒以及免疫功能缺陷癥等。這些生物活性肽應(yīng)用于功能性食品和保健品中。用不同的蛋白質(zhì)作為底物結(jié)合不同的酶，產(chǎn)生的生物活性肽的功能也是不盡相同。常見的胃蛋白酶，胰蛋白酶和胰凝乳酶酶解蛋白質(zhì)時，得到不同的生物活性肽，這些生物活性肽具有有調(diào)劑激素水平，抗菌，鎮(zhèn)靜的作用。在國內(nèi)外研究中，酪蛋白作為蛋白質(zhì)母體，研究最多的是以下幾種生物活性肽。

CPPs 通過 3 個磷酸殘基，對二價或三價金屬離子有螯合作用，同時，3 個磷酸殘基之后連接 2 個谷氨酸殘基。CPPs 作為食品的營養(yǎng)強(qiáng)化劑添加到食品中，以增強(qiáng)人們的礦物利用率。在 Caco-2 細(xì)胞模型下，和 αs1-酪蛋白或者 αs1-酪蛋白和 αs2-酪蛋白混合物產(chǎn)生的 CPPs 和 β-酪蛋白產(chǎn)生的 CPPs 相比，后者更能促進(jìn)鐵離子的消化吸收。對于鋅離子來說，α-酪蛋白產(chǎn)生的 CPPs 和 β-酪蛋白產(chǎn)生的 CPPs 相比，在模擬人體腸胃消化消化時，能夠結(jié)合更多的鋅離子。

ACE抑制肽能夠降低血壓，抑制血管緊張素轉(zhuǎn)換酶的活性。ACE 抑制肽是生物活性肽中研究最多的一種肽。ACE 抑制劑存在于很多蛋白質(zhì)中，包括牛奶蛋白的酶解物。其中，用胰蛋白酶酶解 β-乳球蛋白，得到的 ACE 抑制肽有很強(qiáng)的抗高血壓的活性。已知最好的抗高血壓的食物是牛奶經(jīng)過發(fā)酵得到的 Calpis 和 Evolus，這兩個物質(zhì)中包含三肽 IPP 和 VPP。IPP 和 VPP 在人體和白鼠的高血壓患者體內(nèi)，能夠有效的抑制血壓。

在 pH 為 7 的條件下，Lahov 對 αs1-酪蛋白用凝乳酶進(jìn)行酶解，然后發(fā)現(xiàn)了名為casecidins 的抗菌肽，casecidins 在實(shí)驗(yàn)室條件下，能夠抑制葡萄球菌、八疊球菌、枯草桿菌的生長，但是在臨床試驗(yàn)上，和抗生素相比，由于抗菌肽濃度太低，效果差。之后在這個實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，又發(fā)現(xiàn)了 isracidin 這個抗菌肽，這個抗菌肽在體外實(shí)驗(yàn)中抗菌性比抗生素強(qiáng)，且抗菌效果持續(xù)時間長，同時，在體外實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)靜脈注射 isracidin時，細(xì)胞和人體的免疫器官能分泌抗體，保護(hù)機(jī)體。所以 isracidin 能夠?qū)C(jī)體產(chǎn)生預(yù)防和治療兩種功效。3