关键词: 研究进展
氨基酸分子通过脱水缩合形成肽,分子间形成酰胺键,又称为“肽键”,分子中有n个肽键,即可定义成n肽。通常,寡肽含有2~10个肽键,多肽含有10~50个肽键,蛋白质含有50个以上的肽键。肽本身涉及到人体的细胞生长、神经、激素和生殖等各个领域,与人的生理活动息息相关,有着不容忽视的生物学功能。下面是小编精心推荐的《植物抗菌肽应用于生物技术论文(精选3篇)》的相关内容,希望能给你带来帮助!
植物抗菌肽应用于生物技术论文 篇1:
药用植物提取物结合抗菌肽去痘作用的研究进展
【摘要】青春痘一直是困扰青年男女的一种皮肤疾患,不仅影响人们形体的美观,还给人们带来了一定的健康隐患。随着科学技术的发展及人们健康环保意识的提高,市面上出现了多种治疗青春痘的药物提纯化妆品,但是,其功效作用亟待考察。基于此,本文就相关药物植物成分及功效进行了探讨,并讨论了药用植物提取物结合抗菌肽的抗痘作用,指出应开发出药用植物提取与抗菌肽成分相结合的化妆品,有效缓解和消除青春痘。
【关键词】药用植物;提取物;抗菌肽;青春痘
前言:青春痘是一种常发于青少年及青年之间的毛囊皮脂腺皮肤病,多发于面部、后背及颈部等皮脂较为丰富的部位,严重影响人们形体的美观,更给患者带来一定的健康隐患。青春痘的形成除了与心理及遗传因素有關,还与由内分泌失调、毛囊皮脂腺导管角化过度、皮脂分泌过多以及痤疮丙酸杆菌的过度增殖而引起的毛囊炎症有关。而且,不良的生活、饮食习惯及滥用化妆品及药物均可导致不同程度青春痘的产生。传统的去痘产品含有大量的抗生素药物成分和化学原料,疗效不佳,而且容易产诸多毒副作用,影响皮肤健康甚至诱发激素性皮炎等。近年来,随着人们健康安全及环保意识的提高,为了避免对皮肤造成伤害,人们常常青睐于安全性较高的含有天然药用植物活性及新型抗菌肽生物成分的去痘产品[1]。
一药用植物提取物成分与功效研究探析
在化妆品行业中,近年来以中草药成分为特色的纯植物化妆产品不断增多,并受到了广大消费者的青睐。据统计,我国在植物性化妆品的消费上,近五年来增长了10%,与其他类型的化妆品平均增长了6.2%。因此,医疗界及化妆品业界的当务之急是根据药用植物的特征,筛选出与青春痘所形成的机理相适应,能够产生稳定效果,而且易于获得去痘类药用植物。
(一)金镂梅的成分及功效研究
金镂梅中所含有的鞣花型单宁聚合物具有超强的抗过敏性,对皮肤具有镇痛、抑菌、抗氧化和抗炎的作用,而且对由紫外线过度照射引起的自由基损害具有一定的防护作用。金镂梅提取物能够有效地清洁皮肤深层机理、具有调节油脂分泌、收敛紧肤、保湿净白的疗效,对防止黑头及青春痘的产生具有一定的功效,被誉为“收敛肌肤的安全卫士”。
(二)芦荟的成分及功效研究
芦荟酊是芦荟的主要成分之一,具有极强的杀菌作用,而且能够有效抑制抑制痤疮丙酸杆菌。钟会兰等在《中国芦荟治疗寻常痤疮临床研究》一文中分别通过中华芦荟全叶和芦荟叶肉对痤疮进行治疗并对其疗效进行观察,得出外用中华芦荟全叶和叶内治疗寻常痤疮具有较好的疗效,但叶肉更为安全,而且患者依从性较中华芦荟全叶好的结论。综合研究发现,芦荟对人体皮肤在芦荟的作用下能够得到良好的滋润和调理,而且对皮肤的刺激性小,能够明显改善面部皱纹、皮肤粗糙、青春痘等问题。所以,芦荟提取物是优良的化妆品添加剂。
(三)金银花和洋甘菊的成分及功效研究
金银花被广泛应用于化妆品中,其微量元素和有机酸类物质等成分对皮肤具有良好的滋养调理作用,而且具有极强的抗炎和抗氧化功效。洋甘菊是一种优良的舒敏药物植物,能够有效舒缓肌肤,收敛毛孔、镇静皮肤,具有润泽肌肤、抗老化的功效。洋甘菊可持续改善感染,抵御细菌,从而使皮肤的免疫系统得到增强。
二抗菌肽机理功效分析
抗微生物肽即抗菌肽一种由机体抵御病原微生物而产生的具有抗生物活性的小分子多肽物质,具有极强的免疫作用。抗菌肽具有较强的抗离子强度、抗酸碱的特性,在PH环境较低和离子强度较高的条件下仍能够保持良好的活性。与传统抗生素相比,该物质除了具有耐强碱性、广谱抗菌及不易产生耐药性的优点还具有有效抑制和杀灭某些真菌、病毒和寄生虫的功效。
三药用植物提取物结合抗菌肽的应用
近年来,学术界及实务界对中药单味及复方药的有效成分在治疗青春痘的研究上取得了一定的积极成果。主要通过醇提及水浸的方式进行有效成分的提取,但是从总体效果来看,存在着一定的不足,而且在抗菌肽的化妆品应用研究方面没有形成完整的系统结构。
(一)药用植物提取物与抗菌肽复配增效机理
提取金镂梅、芦荟、金银花和洋甘菊有效成分进行科学复配,其可渗透肌肤底层,通过控油收敛的作用,一直弹性蛋白酶及脂肪酶等活性,减少皮脂溢、防止毛孔阻塞,抑制细菌增值、抗氧化、使受损肌肤得到滋养和修复,对皮层的微生态环境进行有效调理,从而消除痘痕。将抗菌肽与药用植物提取物的功效成分有机的结合在一起,协同进行对细菌的抑制,达到抗菌、全面修护和调理肌肤的作用,增强去痘效果,而且该组合性质温和、安全可靠[2]。
(二)联合制剂的应用
药用植物提取物与抗菌肽的科学结合,需要一定的合理的介质载体,因此,应将其进行制剂便于更好的保存与使用。通常情况下,主要采用油包水及水包油的乳液及膏霜的形式,在制作过程中不仅要注意减少功效成分生物活性的破坏,还要注意控制产品的油腻程度,使该组成分能够得到有效的发挥,更好的实现去痘。因此。可采用微乳化工艺处理药用植物提取物,提高其溶性,低温加入抗菌肽。对于载体的制作可采用天然型胶质成分如黄原胶,制成半透明或透明的胶状美容去痘化妆品。
结语:结合现代生物抗菌肽成分复配中草药植物提取物化妆品治疗青春痘,是皮肤护理科学及生物技术领域的重大研究内容,具有广阔的发展前景。因此在今后的研究中,应在此基础上结合生物类制剂与药用植物成分的复方研究,开发出具有超强实用性、安全性的美容化妆品,满足人健康环保、追求自然的护肤需求。
参考文献
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作者:周丹丹
植物抗菌肽应用于生物技术论文 篇2:
肽材料产业化进展及未来方向分析
氨基酸分子通过脱水缩合形成肽,分子间形成酰胺键,又称为“肽键”,分子中有n个肽键,即可定义成n肽。通常,寡肽含有2~10个肽键,多肽含有10~50个肽键,蛋白质含有50个以上的肽键。
肽本身涉及到人体的细胞生长、神经、激素和生殖等各个领域,与人的生理活动息息相关,有着不容忽视的生物学功能。此外,肽通过自组装不仅可以形成各种微纳结构(包括纳米粒子、纳米纤维、纳米囊泡和纳米管等),而且形成的水凝胶可以作为结构材料[1]用作生物支架。
由于各种原因,人体自身合成多肽的能力降低,致使体内缺少一些功能性的多肽[2]。基于此,不少商业化产品通过添加一些具有特定功能的多肽材料,来补充人体内缺失的多肽,或者人工合成多肽材料来治疗一些相关的疾病。所以,多肽材料广泛应用于食品、保健品、化妆品、医药等行业。
1 多肽的研究历程
1902年,世界上第一个多肽活性物质——胰泌素,由伦敦大学医学院生理学家Bayliss和Starling发现,这种物质能够刺激胰液分泌,开创了多肽在内分泌学中的功能性研究[3]。
1963年,固相多肽合成法(SPPS)被Merrifield初次提出,与传统的液相合成法相比,这种合成方法后处理简单,产物纯度高,合成快捷,所以在多肽化学上具有重大意义,并由此发展出一门单独的学科——固相有机合成(SPOS)[4]。Merrifield因此获得了1984年的诺贝尔化学奖。
20世纪70年代,随着脑啡肽和阿片样肽被接连发现,使得神经肽的研究成为热门。Kosterlitz等人于1975年从人和动物的神经组织中分离出了内源性肽[5]。随后,研究者们发现了100多种细胞生长调节因子,远远超过了临床应用的多肽数量,由此进一步拓展了可用于临床应用的多肽药物。
从80年代开始,多肽研究涵盖到了生物合成、免疫化学、神经生理、分子生物学、临床医学等多个学科,多肽研究由此逐步衍变成了一个新兴的专业。当基因工程加入到多肽研究后,实现了多肽的大规模制备。从此,人工合成肽在医药应用领域得到了巨大的发展。1987年,美国食品药品监督管理局(FDA)批准了第一例蛋白药物——人工合成胰岛素[6]。
90年代,多肽研究被用于人类基因组计划启动。随着基因一个个地被破解,多肽的研究和其应用迅猛发展。人们发现,在基因指导蛋白质的合成过程中,蛋白质虽然是个体性状的承担者,但多肽才是蛋白质表达其功能的活性片段,多肽的研究和应用方兴未艾。
我國对多肽领域的研究和发展起步较晚,但有不少海外的华裔科学家为中国多肽事业的发展做了杰出的贡献,如谈秉军(P.Tam)和林杰生(Kit S. Lam)积极创办和参与了1990开始的中国国际多肽会议(CPS)。
近些年来,多肽的研究和开发层出不穷,多肽材料也越来越受到人们的关注,国内也出现了大量多肽原料供应商,包括吉尔生化(上海)有限公司、浙江湃肽生物有限公司、上海楚肽生物科技有限公司等等。多肽材料在食品、化妆品、医药等行业得到了广泛的应用。
2 多肽材料的产业化应用
2.1 多肽材料在食品及保健品行业的应用
研究表明,人体摄取的蛋白质与消化酶作用后,会水解成寡肽(二肽、三肽)而被吸收,这种寡肽的形式,较氨基酸易于被人体同化吸收,同时低抗原性的特点使多肽被食用后不容易产生过敏现象[7],所以可以被广泛利用于食品和保健品行业。
当前,食品中的多肽基本上是由天然蛋白质中分离出来的。它们具备较高的营养价值的同时,又起着一定的生理学作用,并且添加成本低,无毒副作用[8]。
2.1.1 多肽材料在黄酒中的应用
黄酒本身性质温和,能够促进血液循环、开胃等功能,具有作为保健酒的潜质。多肽本身也具有一定的生物功能,在黄酒中加入多肽,二者相互补充,大大增强了这种黄酒的保健功能[8]。例如,白蛋白多肽能够调节肠胃,并且能够清除体内自由基,提高自身抗衰老能力,白蛋白多肽还能增强人体自身免疫力[9],所以白蛋白多肽加入到黄酒中,赋予黄酒更多的功能,起着更好的保健效果;玉米多肽能够使酒精对肝细胞的伤害减弱,并且能够加速肝脏中酒精的分解,玉米多肽还具有降压的功能,所以玉米多肽加入到黄酒中,可以起到保肝、护肝的作用[10];大豆多肽能够增加人体血液中红蛋白和氧气的含量,加入到黄酒中,可以起到缓解疲劳,提神醒脑的效果,而且大豆多肽还能够降低人体中胆固醇和甘油三酯,所以加入到黄酒中不仅能够解乏,还能够预防高血脂,脂肪肝等疾病[11]。
2.1.2 多肽材料在烘焙食品中的应用
烘焙食品中最具有代表性的是面包,在面包中添加具有吸湿保湿作用的多肽如大豆多肽,不仅能增加面包的营养价值,防止面包老化,还可以促进酵母菌的繁殖,使酵母发酵旺盛,从而改变面包的质感。在烘焙食品中加入多肽,可以使食品口感和口味得到改善,并且还具有一定的营养价值[12]。例如,多肽可以作为配料添加到月饼中。传统的月饼会出现饼皮发硬、外观差等问题,为了解决这一问题,技术人员在制皮的过程中加入具有吸湿保湿且抗氧化能力的如花生多肽等,使得月饼保质期延长的同时,还能保证月饼外观好看、口感舒适,有效解决了月饼饼皮发硬的问题。
2.1.3 多肽在乳饮料、植物蛋白饮料中的应用
多肽小分子有着好的溶解性、抗凝性,并且在较高的浓度下,仍具有较好的流动性,而且多肽还有一些特定的生理功能,它们在人体内容易被吸收利用,并且可以修复人体细胞,促进人体代谢,增加肌体免疫力[11]。所以,多肽的物理特性以及功能特性方面都表明它们能够作为配料,在乳饮料和植物蛋白饮料中应用。例如农夫山泉系列的“尖叫”饮料中,就加入了生物活性肽,有助于人体体力的快速恢复。
我国的功能多肽在食品产业的应用刚刚起步,目前,以天然的提取物多肽为主。未来,设计合成的功能多肽还有广阔的应用空间。食用型多肽需要做一些功能性的评估,评估的标准必须要满足国家的法律法规[12]。
2.2 多肽材料在日用化妆品行业的应用
与大分子蛋白质相比,多肽本身分子量小,容易被皮肤吸收,所以利用率高,此外多肽分子还有着合成成本低、免疫原性低、毒性低等优势,并且一些多肽还具有抗氧化,修补皮肤细胞等功能作用,所以可以大规模地应用于日用化妆品领域[13]。
根据市场调查,市面上的一些国际品牌如迪奥、兰蔻、香奈儿、欧莱雅、雅诗兰黛等,打出了含肽类抗衰老化妆品的广告。如法国品牌丽茜媂娅在产品中加入了天然螺旋藻肽等活性物质,它们能够促使皮肤纤维细胞合成胶原蛋白,使人看起来年轻充满活力[14]。
2.2.1 面膜中的多肽材料
目前商业上的面膜,大都自称具有美白、抗衰老、抗皱纹、补水保湿等功效,这可能是面膜中含有的一些功能性多肽在发挥作用。
棕榈酰三肽—5,结构简写为:Pal—Lys—Val—Lys—OH,它通过组织生长因子模仿人体自身,促使脸部纤维细胞合成胶原蛋白,使得结缔组织增强,肌肤更加紧实[15],所以添加到面膜中,能够提升肌肤弹性,淡化脸部皱纹,提高肌肤含水量,使皮肤光滑水亮有光泽;此外,添加到口红中能够起到丰润口唇的作用。谷胱甘肽,结构简写为:Glu—Cys—Gly,因其结构中含有活泼的巯基,致使它能够结合代谢中的自由基和过氧化物,并且能防止线粒体的脂质过氧化[16],所以加入到面膜中,能够保护脸部细胞,抵抗衰老。肌肽由β—丙氨酸和L—组氨酸组成,由于分子中的氨基酸残基上含有羧基和氨基,所以可以缓解体内的酸碱度,还由于组氨酸残基上含有咪唑基团,该基团能够捕获自由基并且能够螯合金属离子[17],从而缓解由自由基和金属离子导致的脂质氧化,所以它添加到面膜中,可以有效减缓肌肤的衰老,起到美白作用。
2.2.2 乳霜等化妆品中的多肽材料
目前,市场上的一些乳霜、乳膏、防晒霜等产品都具有一些特定的功能。例如淡化黑眼圈、抗紫外线、美白遮瑕等,可能这些产品中添加了一些多肽材料。
乙酰四胜肽—5和二肽—2,又名为“去眼袋活性肽”或者眼丝氨肽。它们能够抑制血管紧张素转换酶发挥功能,即抑制血管紧张素Ⅰ转换为血管紧张素Ⅱ,从而改进血液循环来发挥功能[15]。所以,将它们添加到乳液、啫喱、膏、霜中,能够起到快速淡化眼袋,祛除黑眼圈等功效;四肽—30、九肽—1以及六肽—2是目前比较热门的美白祛斑功能肽。它们主要通过抑制黑色素产生、阻断黑色素传递、祛除黑色素蛋白、抑制生成黑色素有關的酶等途径,由内而外使皮肤变白[15]。所以可以加入防晒霜等美白产品中,提高人体皮肤对紫外线的抵抗能力,减少太阳光对皮肤的伤害。
2.2.3 洗漱用品中的多肽材料
洗漱用品有洗发水、护发素、牙膏、沐浴露等。一些洗发水和护发素产品中就含有多肽成分,一般是阳离子化水解蛋白,由于它能够轻易吸附在头发上[18],所以可以添加到洗发用品中,如醉青丝旗下的一款护发素中就含有小麦多肽,可以修复烫染受损、干枯毛糙的头发;牙膏中也含有多肽成分[19],例如云南白药多肽牙膏,发挥功能的成分是美洲大蠊提取物,它能够修复口腔粘膜,减轻粘膜肿痛。还有美加净“泡泡娃”免疫防蛀儿童牙膏,是以抗龋齿黄球蛋白为活性成分,通过与致龋齿菌相结合,达到防蛀牙的效果。
2.3 多肽材料在医药行业的应用
近几十年以来,研究者们已越来越重视肽在人体中的作用,功能多肽已经逐渐广泛应用于临床诊断和治疗。
多肽类药物比较多,应用目的不同,种类自然也就不同。临床上有可以治疗癌症、伤口感染、糖尿病等诸多疾病的多肽药物,下面将详细说明。
2.3.1 抗肿瘤多肽
据文献报道,2017年全球癌症新增病例为2 450万,另有960万癌症死亡病例[20],到21世纪末,癌症将是人类长寿路线上最难越过的山峰[21]。当前,临床上治疗肿瘤最常见的手段是放化疗,然而它们有着较为严重的副作用,所以寻找一种高疗效,低副作用的药物是治疗癌症的研究热点。多肽类药物正好是这种药物的候选者。自从1981年Rinehart等[22]从海鞘中提取出了环肽Didemnins A、B和C,并证明了它们具有一定的抗肿瘤功能后,环肽一直是作为抗肿瘤药物的热门。于2009年成立的英国Bicycle Therapeutics公司,是一家以双环多肽为基础的创新药研发公司,该公司研发的多肽偶联药物中的多肽是双环多肽,这种药物具有良好的组织渗透率和肾脏清除率、高度亲和力和选择性的优点,当前处于临床阶段的药物有BT1718和BT5528,处于临床前研究阶段的药物有BT8009、BT7480和BT7401,其他药物尚处于发现阶段。
2.3.2 抗菌多肽
由病原微生物引起的各类疾病,对人们的身体健康造成了严重威胁,目前传统的抗生素是治疗这些疾病的普遍手段,但随着这些病原微生物的耐药性越来越强,新型抗生素的开发越来越困难,所以开发一种新型的抗菌药已是迫在眉睫,而抗菌多肽则是有效的手段之一[23]。早期的抗菌肽是从动物的血细胞中提取出的[24],发现其在细菌杀伤中具有高效性和广谱性的特点,随后抗菌肽的研究持续不断。2008年,昆明动物研究所赖仞课题组发现了一种金环蛇毒来源的抗菌肽BF—30,历经10年,该团队及其合作者对BF—30进行了全面的药物临床前研究,2018年12月,由国家食品药品监督管理总局正式批准其用来开展细菌性阴道病的I—III期临床试验[25]。我国的陈育新于2009年成立了江苏普莱医药生物技术有限公司,该公司主要致力于研发抗菌肽药物,旗下的抗菌肽品种有PL—5、PL—18和PL—33,PL—5是国家一类抗菌创新药,是我国第一个用于临床研究的抗菌肽创新药,目前已完成临床Ⅰ期及Ⅱa期研究,正在进行临床Ⅱb期研究,预计将在2020年进行临床Ⅲ期试验[26]。
2.3.3 治疗糖尿病的多肽药物
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作者:魏子金 王磊 杨培培 杨超
植物抗菌肽应用于生物技术论文 篇3:
浅谈在食品工业领域中应用生物工程技术的策略
摘要:现代科技的发展与社会的进步使得各项技术都进行了融合,通过在食品工業领域对于生物工程技术的运用以及现状分析,笔者希望生物工程技术在食品工业领域得到更好的应用。
关键词:生物工程技术;食品工业领域;应用
1. 生物工程技术在食品生产中的应用
1.1 转基因技术对动植物源食品的改良
随着现代科技的进步以及生物技术的发展,对于质量不佳的食用性动植物,我们可以采取转基因技术将其进行改变。利用转基因技术对于动植物食品进行性状上的改良,可提高食用性动植物的抗虫抗害能力,增加食用性动植物的营养价值等。之前早已运用到我国市场领域的转基因大豆等产品在市场上取得了一定的成果,现阶段的转基因技术在食用植物方面已经取得了良好的成效,但是对于食用动物却并未取得突破性成就。转基因技术对于动物的改造尚处于初步的现状研究阶段,仍然需要现代科技的进步带动技术的革新,同时也需要科研人员的继续努力。转基因技术科研人员需要尽快加大科研力度,提出合理的解释以及科学的依据,让消费者吃得放心。
1.2 发酵饮料的生产与改良
在食品生产中,生物工程技术还应用于发酵饮料的生产与改良中。发酵食品作为大众所喜爱的一种饮品,发酵食品本身独具风味、营养价值也高,能够满足人体的需要。以动物乳作为酵母菌、乳酸菌等不同元素的排列组合,使得动物乳能够结成固体,独具风味,更能成为大众所喜爱的食品。利用酵母菌使得发酵质量得以提升,改善食品口感,这一方法同样也适用于各大饮品行业,使得饮品拥有新的风味。目前主要使用的生物传感器有微生物传感器、酶传感器、组织传感器、细胞传感器和免疫传感器等,它们可以进行食品选择性识别,对不同的检测内容发生不同的响应。生物传感器技术的应用为我国的食品检测和安全带来非常大的好处。通过发酵而得的饮料更容易被人体吸收,营养价值也更加全面,发酵饮料的生产以及改良方法也可以应用到其他行业之中,促进各大产业的发展。
2. 生物工程技术在食品加工领域中的应用
2.1 在食品保鲜防腐上的应用
食品本身的易腐败性使得食物无法长期保存,因此食品保鲜技术就显得十分重要。因为食品腐烂导致食品无法食用,食品变质也是造成食物浪费的主要原因。生物工程技术可以有效解决这一问题,利用生物工程技术可以有效延长食物的保质期,使得食物的被食用时间得到延长。利用现存技术中的真空隔离法以及保鲜剂保鲜防腐法,可以有效减少食品与外界的物质接触,尽最大可能保证食品的新鲜度,对于隔绝食品与微生物的接触以及防止微生物的生长都有很大作用。将具有抑菌作用的保鲜剂使用到食物中可以生成抗生素或抗菌肽,起到防腐保鲜效果。
2.2 生产食品的添加剂
生物工程技术在食品加工领域中的应用,除了体现在食品的保鲜防腐方面外,还应用在生产食品的添加剂中。
在人们的日常生活中,食品添加剂的使用是非常普遍的,例如人们经常使用的色素、香料等,这些都属于比较常见的食品添加剂。目前市面上主要存在的食品添加剂包括三种,即天然食品添加剂、化学合成食品添加剂以及生物技术制备食品添加剂。这是生物工程的一大进步,通过添加一定量的添加剂可以改变食物的口感以及色泽,增强食欲。
结语
综上所述,生物工程技术的应用能够为食品工业带来新的发展以及新的面貌。生物工程技术不单单可以应用于食品的加工环节,在食品的储存环节、食品的检测领域都可以应用。生物工程技术的应用必将,为食品行业的发展做出贡献,推动我国的社会经济快速发展。
作者:周昊
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