[科普中国]-鱼精蛋白

简介

1870 年，Miescher 等在动物的精细胞中发现了一种碱性的精蛋白。精蛋白是一种存在于各种动物精巢组织中的多聚阳离子肽，它是以与DNA 结合的核精蛋白形式存在。目前已经从鲑鱼、鲱鱼等多种鱼类及其它水生动物中提取到鱼精蛋白。已有研究结果表明，鱼精蛋白具有促进细胞繁殖发育、增强肝功能、抑制肿瘤生长繁殖等功能，在医药和保健领域有着重要应用。此外，鱼精蛋白具有很强的抑菌活性。在食品安全问题不断凸显的今天，食品添加剂的营养化和功能化越来越受到食品界的关注，从鱼类成熟精巢中分离得到的鱼精蛋白以其广谱、高效、安全的抑菌活性而引起人们对这种天然食品防腐剂的广泛研究。

鱼精蛋白分子量小，一般由30－50个左右氨基酸组成，富含精氨酸，呈碱性，能溶于水和烯酸，不易溶于乙醇、丙酮等有机溶剂，稳定性好，加热不凝固。根据碱性氨基酸组成种类和数量的不同，可以将鱼精蛋白分为单鱼精蛋白、双鱼精蛋白和三鱼精蛋白3 种。其中，单鱼精蛋白仅含一种组分精氨酸，如鲑、鲱和虹鳟精蛋白等。双鱼精蛋白含有精氨酸、组氨酸或赖氨酸，如鲤精蛋白。三鱼精蛋白含有3种碱性氨基酸，如鲢、鲟精蛋白。然而鱼精蛋白并不是单一组分，它们是通常由数种成分组成的混合物，如鲱鱼精蛋白经离子交换层析后分离出3种成分，且成分之间彼此非常相似，而红鳟鱼精蛋白则由6种差别极小的成分组成。不同鱼种鱼精蛋白在氨基酸组成比例上有很大的差别，但是它们存在很多相似的特征。

提取成熟精巢组织——均浆——硫酸酸解——NACL溶液提取——四层纱布过滤——加乙醇沉淀杂蛋白——离心——上清液——加TCA溶液沉淀——离心——鱼精蛋白硫酸盐1

纯化分离提取后的鱼精蛋白必须纯化。利用鱼精蛋白的电荷和分子大小，分别采用聚丙烯酰胺等电聚焦和凝胶过滤层析手段对提取的鱼精蛋白粗提物进行纯化。在聚丙烯酰胺等电聚焦过程中，因鱼精蛋白是带正电荷的碱性蛋白质，所以聚集于碱性端，而处在中、酸性区域的蛋白质条带则为杂蛋白。聚丙烯酰胺等电聚焦完毕后，取胶板的碱性端，经扩散洗脱、透析除盐，然后进行凝胶过滤层析。当鱼精蛋白粗提物通过凝胶过滤柱时，溶液中的物质就按照不同分子量筛分开来，鱼精蛋白分子小，能够进入凝胶孔内，所以最后被洗脱出来。

应用1、食品中的应用

鱼精蛋白的一个重要特点就是具有抑菌特性，所以其在食品中的应用主要用于开发成一种天然防腐剂。早期研究结果发现，鱼精蛋白对革兰氏阳性菌的繁殖具有显著的抑制作用，但对革兰氏阴性菌、霉菌和酵母菌等真核微生物几乎无影响。后来陆续有研究者认为鱼精蛋白的抑菌效果与革兰氏反应的关系并不大，其具有广谱的抑菌活性，对革兰氏阳性菌、霉菌和酵母菌均有明显的抑制作用，且能抑制枯草杆菌、巨大芽胞杆菌和地衣芽胞杆菌的生长。此外，鱼精蛋白的抑菌活性还受金属离子、酸碱度、温度、有机成分等因素的影响。基于鱼精蛋白的强抗菌特性，鱼精蛋白已被广泛应用于各类食品的保鲜防腐中。如日本早在80年代就已经将鱼精蛋白应用于饭团、马铃薯和乳油等食品的保鲜和保藏。一些公司如日本上野制药公司将鱼精蛋白开发成天然食品保鲜剂商品，这些产品中主要通过将鱼精蛋白和甘氨酸、柠檬酸、焦磷酸钠等复配方式制成的。在我国，也开展了不少关于鱼精蛋白应用于食品防腐的研究。已有学者将鱿鱼鱼精蛋白添加到新鲜的鱼糜制品中进行研究，结果表明鱼精蛋白是一种有效的天然食品防腐剂，并研究了鲤鱼精蛋白的抑菌活性，结果表明鱼精蛋白具有较好的热稳定性，且与EDTA复配后可明显增强抑菌效果，在酱油中可以代替苯甲酸起到防腐作用。鱼精蛋白与山梨酸钾、甘氨酸和醋酸钠复配后用于香肠制品中防腐抑菌效果好。

2、医学上的应用

目前，鱼精蛋白在临床医学上有重要的作用，且应用于制药行业已有多年。从鱼类精巢提取的鱼精蛋白硫酸盐是体外循环心脏手术中唯一对抗肝素的药物，能抵消肝素或人工合成抗凝血剂的抗凝作用，在临床上可作这些抗凝血剂的解毒剂。鱼精蛋白能够与多种蛋白质相结合而形成复合物，如鱼精蛋白与胰岛素结合，能够阻止或延迟胰岛素的释放，延长其降血糖作用，因此可以开发成具有降血糖功效的鱼精蛋白胰岛素锌盐激素制剂。当激素或抗菌制剂与鱼精蛋白复配时，可延长其自身的药效，从而减少其使用量。如在抗流感药物中复配0.5%鱼精蛋白，能够延长抗菌素的有效期，减少药物的注射剂量和对病人的注射次数。然而少数机体使用鱼精蛋白后可能会发生低血压、过敏反应、严重的肺动脉高压或心源性肺水肿等不良反应，应该尽量避免。除此之外，鱼精蛋白还具有抗肿瘤、缓解疲劳、增强肝功能、刺激垂体释放促性腺激素等功效，对治疗男性不育症也有一定效果。鱼精蛋白能够抑制血管肿瘤的形成，抑制血管炎症的发生，限制肿瘤细胞的增殖，并且能诱导其凋亡，具有抗肿瘤活性。2