[科普中国]-αs1-酪蛋白

定义

αs1-酪蛋白是牛乳蛋白中的主要成分，它是一种高度磷酸化蛋白，多数情况下每个 αs1-酪蛋白上有 8 个磷酸基团存在，还有少数的含有 9 个磷酸基团。它的氨基酸序列已经确定或者通过其他哺乳纲动物的 DNA 序列推断出。

所有的 αs1-酪蛋白都有复杂的磷酸化作用位点，其中第 100-110 位氨基酸残基处是一个主要的磷酸化位点，磷酸化作用发生在苏氨酸和丝氨酸残基上。当天冬氨酸或谷氨酸位于这一序列的第三个位置时，这个位点是最主要的磷酸化位点。磷酸化的丝氨酸和苏氨酸也可以成为其它丝氨酸磷酸化作用的决定因素，这些磷酸化位点又叫做次磷酸化位点，这些结构的典型特征是 6-8 个丝氨酸后连接2个谷氨酸。牛奶中的αs1-酪蛋白存在两个磷酸化形式，这两种磷酸化形式每个 αs1-酪蛋白分别存在 8 个和 9 个磷酸基团。2

基因显著的特点是 αs1-酪蛋白的基因中有15个氨基酸组成的高度保守的信号肽基因，但是成熟的 αs1-酪蛋白含有可变序列。然而成熟肽的长度与牛乳αs1-酪蛋白（199 个氨基酸）相似，大鼠和小鼠的同源序列相当长，是由于插入了一系列的六肽重复序列。相反，荷兰猪 αs1-酪蛋白序列相对较短只有 183 个氨基酸残基。在反刍动物（大于 85%）和啮齿类（80%）中存在高水平的氨基酸同源性，但是牛和猪之间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

突变株在个别物种中已经发现αs1-酪蛋白的自然突变株，牛的成熟αs-酪蛋白序列中的突变株B中第192位氨基酸是谷氨酸，而在突变株C中是甘氨酸。然而突变株B在欧洲牛中占主要地位，突变株C存在于印度剑锋牛中，并且被认为是遗传性的。据报道荷兰的荷斯坦奶牛含有95%的突变株B，而娟珊牛大约含有60%的突变株B和40%的突变株C。2

过敏人乳中富含乳清蛋白，酪蛋白含量约在总蛋白的 28%，而牛乳中酪蛋白约占总蛋白的 82%，并且牛奶中含有人乳中没有的 2 种蛋白质即 αs1-酪蛋白和 β-乳球蛋白。由于牛奶和人乳蛋白组成上的差异，导致机体将牛奶蛋白认定为外源蛋白。当进食这些外来蛋白时，对于正常免疫系统的人群来说，能够很好的吸收其营养；而对于过敏体质的人群而言，引发过敏反应。牛奶中的过敏原主要包括 β-乳球蛋白、α-乳白蛋白和和 αs1-酪蛋白。由于牛奶中 αs1-酪蛋白含量最为丰富，也被认为是最主要的过敏原。1

酶解近年来，生物活性肽是酪蛋白研究的一个热点，因为生物活性肽和其蛋白质母体相比，有更好的生理功效。生物活性肽被定义为能够对身体的机能和情况产生积极影响，并可能最终影响人体健康的特殊的蛋白片段。生物活性肽在蛋白质中是没有活性的，只有蛋白质被特定的酶水解，酰胺键断裂，产生特定的氨基酸序列，生物活性被释放出来，才具有一定的功能性，能够对新城代谢产生积极影响。一些生物活性肽可以治疗腹泻，高血压，龋齿以及免疫功能缺陷症等。这些生物活性肽应用于功能性食品和保健品中。用不同的蛋白质作为底物结合不同的酶，产生的生物活性肽的功能也是不尽相同。常见的胃蛋白酶，胰蛋白酶和胰凝乳酶酶解蛋白质时，得到不同的生物活性肽，这些生物活性肽具有有调剂激素水平，抗菌，镇静的作用。在国内外研究中，酪蛋白作为蛋白质母体，研究最多的是以下几种生物活性肽。

CPPs 通过 3 个磷酸残基，对二价或三价金属离子有螯合作用，同时，3 个磷酸残基之后连接 2 个谷氨酸残基。CPPs 作为食品的营养强化剂添加到食品中，以增强人们的矿物利用率。在 Caco-2 细胞模型下，和 αs1-酪蛋白或者 αs1-酪蛋白和 αs2-酪蛋白混合物产生的 CPPs 和 β-酪蛋白产生的 CPPs 相比，后者更能促进铁离子的消化吸收。对于锌离子来说，α-酪蛋白产生的 CPPs 和 β-酪蛋白产生的 CPPs 相比，在模拟人体肠胃消化消化时，能够结合更多的锌离子。

ACE抑制肽能够降低血压，抑制血管紧张素转换酶的活性。ACE 抑制肽是生物活性肽中研究最多的一种肽。ACE 抑制剂存在于很多蛋白质中，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 抑制肽有很强的抗高血压的活性。已知最好的抗高血压的食物是牛奶经过发酵得到的 Calpis 和 Evolus，这两个物质中包含三肽 IPP 和 VPP。IPP 和 VPP 在人体和白鼠的高血压患者体内，能够有效的抑制血压。

在 pH 为 7 的条件下，Lahov 对 αs1-酪蛋白用凝乳酶进行酶解，然后发现了名为casecidins 的抗菌肽，casecidins 在实验室条件下，能够抑制葡萄球菌、八叠球菌、枯草杆菌的生长，但是在临床试验上，和抗生素相比，由于抗菌肽浓度太低，效果差。之后在这个实验的基础上，又发现了 isracidin 这个抗菌肽，这个抗菌肽在体外实验中抗菌性比抗生素强，且抗菌效果持续时间长，同时，在体外实验中发现，当静脉注射 isracidin时，细胞和人体的免疫器官能分泌抗体，保护机体。所以 isracidin 能够对机体产生预防和治疗两种功效。3