酸性多肽

多肽的酸鹼性定義來源於氨基酸的酸鹼性。對我們常見的二十種氨基酸來說，大致按照R基團的極性（polarity）或在生理pH（接近pH7.0）下與水相互作用的趨勢等可將它們分為非極性、極性不帶電、帶正電（鹼性）、帶負電（酸性）R基團的氨基酸。

比如鹼性氨基酸是指能水解的氨基個數多於能水解的羧基個數(溶液呈鹼性)的氨基酸，如精氨酸、賴氨酸、組氨酸；相反，則為酸性氨基酸。如天冬氨酸、谷氨酸等；其餘的氨基酸為中性（不帶電）氨基酸。

常見的多肽是由3～100個氨基酸通過肽鍵鏈接形成的化合物，其酸鹼性一般由其含酸鹼性氨基酸的多寡決定。某些多肽含鹼性氨基酸較多，其水溶液等電點偏於鹼性，被稱為鹼性多肽，例如胃泌素；某些多肽含酸性氨基酸較多，其水溶液等電點偏於酸性，被稱為酸性多肽，例如胰島素和水蛭素等。

值得注意的是，多肽的酸鹼性並不是由其所含酸性氨基酸或鹼性氨基酸的個數多寡決定，而是根據其水溶液的等電點酸鹼偏向決定。

蛋白質的酸鹼性劃定與多肽類似。

酸性多肽按其來源可分為自然分泌類和人工合成兩大類別。

其中自然分泌的酸性多肽主要來自於各種動植物的腺體分泌物（激素）。比如對人體來說，下丘腦、垂體、甲狀旁腺、胰島、胃腸道內壁腺體等的分泌物多屬於酸性多肽，如降鈣素、甲狀旁腺素、胸腺素、胰高血糖素、促胰液素、縮膽囊素、胃泌素、抗利尿激素、縮宮素、生長激素、催乳素等，又如吸血水蛭唾液腺里分泌的水蛭素等。

人工合成的酸性多肽主要是利用各類酶對蛋白質的水解製備，比如用常見的蛋白水解酶對大豆蛋白進行特定條件下的水解，再經過修飾即可得到大豆多肽。

此外，少數酸性多肽也可以通過氨基酸進行定向合成，如我國在1965年在世界上首次通過氨基酸人工合成的牛胰島素，就是酸性多肽的一種。

酸性多肽作為多肽的一個分類，具有三大功能用途。

酸性多肽本身由氨基酸合成或者蛋白質水解形成，與氨基酸和蛋白質一樣是人體的重要氨基酸來源，而且由於其分子量比蛋白質小得多，更容易通過腸胃道細胞膜進行消化吸收，效率更高。

與蛋白質類似，酸性多肽由氨基酸通過肽鍵連接而成，甚至某些不相鄰的氨基酸還通過過氧鍵、二硫鍵進行鏈接，從而在空間上形成了立體結構和手性結構，這些特定的位點和結構使得酸性多肽可參與眾多的細胞內生理活動，如催化反應、特異性結合免疫等，這是氨基酸所不具備的。

這點是多肽獨有的功能。多肽分子量介於氨基酸和蛋白質之間，而且保持了蛋白質擁有而氨基酸缺乏的生理活性，這使得多肽可以相對自由自主的攜帶基團、小分子聚合物等穿梭於細胞膜之間，充當信使和載體的功能。而蛋白質的進出細胞膜則需要專門的轉運蛋白質完成。

胰島素（包括類胰島素物）由哺乳動物的胰島分泌，是典型的酸性多肽。人胰島素是由兩條亞肽鏈通過三對半胱氨酸的二硫化形成穩定的空間結構，A鏈有11種21個氨基酸，B鏈有15種30個氨基酸，共16種51個氨基酸。其中A7(Cys)-B7(Cys)、A20(Cys)-B19(Cys)四個半胱氨酸中的巰基形成兩個二硫鍵，使A、B兩鏈連接起來。此外A鏈中A6(Cys)與A11(Cys)之間也存在一個二硫鍵。牛胰島素類似，僅僅是部分氨基酸殘基的不同。

胰島素是機體內唯一降低血糖的激素，同時促進糖原、脂肪、蛋白質合成。外源性胰島素主要用來糖尿病治療。

生長激素（hGH）是腺垂體細胞分泌的蛋白質，是一種肽類激素。生長激素分子是由191個氨基酸殘基構成，相對分子質量22124道爾頓。分子構造具有4個α螺旋，使生長激素分子結構可以和其受器有良好結合。

生長激素的主要生理功能是促進神經組織以外的所有其他組織生長；促進機體合成代謝和蛋白質合成；促進脂肪分解；對胰島素有拮抗作用；抑制葡萄糖利用而使血糖升高等作用。

天然水蛭素為單鏈多肽結構，常見酸性多肽的一種。

天然水蛭素(Hirudin)是吸血水蛭(Leech)及其唾液腺中已提取出多種活性成分中活性最顯著並且研究得最多的一種成分，它是由65～66個氨基酸殘基組成的單鏈低分子多肽，其分子量約為7000道爾頓。現代科學研究表明，天然水蛭素對凝血酶有極強的抑制作用，是迄今為止所發現最強的凝血酶天然特異抑製劑，對防治人類心腦血管疾病尤其是血栓性疾病有較高的療效。

天然水蛭素能在極端的pH和熱條件下穩定存在。水蛭素的形狀類似蝌蚪，蝌蚪頭部是多肽的N端富含半胱氨酸(cys)，半胱氨酸間相互作用形成3個二硫鍵(Cys6-Cys14，Cys16-Cys28，Cys22-Cys39)。使N末端結構緊密；蝌蚪尾部是含有多個酸性氨基酸和一個被磺酸化的酪氨酸(Tyr63)的多肽C末端。

谷胱甘肽是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸經肽鍵縮合而成的活性三肽，廣泛存在於動物肝臟、血液、酵母和小麥胚芽中，各種蔬菜等植物組織中也有少量分佈。

谷胱甘肽是最為簡單的酸性多肽之一，分子有一個特異的γ－肽鍵，主要參與人體內三羧酸循環及糖代謝，是人體能量代謝的重要中間體之一。

與氨基酸僅具有營養作用不同，酸性多肽的小分子量和空間結構並存，決定了它在人機體中更多的是承擔重要的生理功能。血液循環系統中的凝血和抗凝血平衡、細胞遺傳物質中蛋白質和核糖核酸的合成、體液酸鹼度平衡的氧氣和二氧化碳代謝、糖類脂類在體內的代謝、自由基代謝、酶催化反應等都少不了酸性多肽的參與。

目前，國內外對酸性多肽的生產已形成了提取與合成兩大手段齊頭並進的良好局面，提取技術主要利用動植物的組織如肝臟、血液、胚芽、腺體等作為原料，通過酶切割修飾、超濾、層析等手段進行。如大豆多肽主要來自對大豆蛋白的酶水解；天然水蛭素來自對水蛭唾液分泌物的提純。

而合成技術主要是藉助氨基酸轉錄等手段，在培養液甚至細菌內部進行氨基酸的生物合成。例如人工合成牛胰島素、谷胱甘肽等。

酸性多肽由於具有營養和生理活性兩大功效，目前許多產品如大豆多肽等已形成批量規模化生產，廣泛運用於化工、醫藥產品和食物添加劑等。