Proteiner og peptider i tarmsystemet

Transkript

1 Proteiner og peptider i tarmsystemet 2013 Hóraldur Joensen NVDRit 2013:10

2

3 Heiti / Title Proteiner og peptider i tarmsystemet Høvundur / Author Hóraldur Joensen Ritslag / Report Type Tøknifrágreiðing/Technical Report NVDRit 2013:10 Náttúruvísindadeildin og høvundurin Útgevari / Publisher Bústaður / Address Postrúm / P.O. Náttúruvísindadeildin, Fróðskaparsetur Føroya Nóatún 3, FO 100 Tórshavn, Føroyar (Faroe Islands) 2109, FO 165 Argir, Føroyar (Faroe Islands) nvd@setur.fo

4

5 3 Proteiner og peptider i tarmsystemet Skrevet i forbindelse med AG-fisk ansøgning om penge til workshop om bioaktive peptider fra aquatisk råmateriale (Workshop 2. marts 2010 Kbh). Fordøjelse af proteiner og peptider Proteiner og peptider ændres ganske drastisk strukurelt under følgende proces: ingestion, digestion og absorption. Spiste proteiner bliver først hydrolyserede av proteinaser, så som pepsin, trypsin og chymotrypsin i mave-tarm-systemet. Dermed bliver der produceret peptider af forskellig længde, hvoraf nogle kan have en biologisk aktivitet. Disse således fremstillede peptider bliver dernæst mere nedbrudt af brush-border peptidaser på overfladen af epitel-cellerne til aminosyrer. Nogle oligopeptider bliver dog ikke hydrolyserede til aminosyrer. Peptider findes derfor i forskellige længder og kan udtrykke forskellig bioaktive funktioner i tarmsystemet (Shimuzu 2004, Vermeirssen et al. 2004). Absorption Absorptionsmekanismerne for oligopeptider over monolaget af epithel-celler er ikke simpelt. Der er flere måder hvorpå denne transport kan foregå. Di- og tripeptider bliver aktivt transporteret via en specific proton-afhængig peptid transporter (PetT1) (Meredith and Boyd 1995). Nogle oligopeptider kan passivt blive transporteret via en non-degradative paracellular rute, og dermed forblive intakte. Den paracellular rute er en såkaldt tight junction og er sammensat af adhesive membran-proteiner så som occludin og caludiner samt flere hjælpeproteiner in den cytoplasmiske phase (Cereijido et al. 2000). Der er påvist, at det anti-hypertensive tripeptide, Val-Pro-Pro, blev transporteret over det humane tarm-epithel-celle monolag via den paracellular rute og ikke gennem PepT1-transporteren (Satake et al. 2002). Oligopeptider, som har en stor affinitet til celle-membran-overfladen, bliver transporteret med en cytotisk proces kaldt adsorptiv endocytosis (Shimizu et al. 1997, Shimizu and Ok Son 2007).

6 4 Peptiders fysiologiske funktioner Peptider vides at spille mange roller i tarmsystemet. En af rollerne er regulering af nutrient absorption, så som forøgelse af mineral (Fe og Ca) absorption (Bouhallab et al. 2002, Hansen et al. 1996), nedsætning af cholesterolabsorption (Mackey et al. 2000) og triglycerid-absorption (Kagawa et al. 1996). En af de flittigt studerede peptider er carnosine. Dette er et dipeptide, som er sammensat af beta-alanine og L-histidine. Dette dipeptid har spillet mange roller, så som fysiologisk buffer, divalent metal ion chelator, anti-oxidant og friradical-scavenger (Gariballa and Sinclair 2000, Decker et al. 1992). Dipeptidet er desuden sår-helende, anti-aldrende og virker som neurotransmitter og immunostimulant (Decker et al. 2001, Hipkiss et al. 2001, Hipkiss et al. 2002). Fremstilling av peptider Enzymatisk fremstillede peptider og dets fysiologiske gavnlige virkninger er et forholdsvis nyt forskningsfelt. Selv om mange opsigtsvækkende resultater er opnået, så er der indenfor marin peptid-forskning stadigvæk ganske langt til vejs ende. Referencer: Bouhallab S, Cinga V, Ait-Oukhatar N, Bureau F, Neuville D, Arhan P (2002). Influence of various phosphopeptides of caseins on iron absorption: J Agric Food Chem; 50: Cereijido M, Shoshani L, Contreras RG (2000). Molecular physiology and pathophysiology of tight juntions. I. Biogenesis of tight junctions and epithelial polarity. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol; 279: G Decker EA, Crum AD, Calvert JT (1992). Differences in the antioxidant mechanism of carnosine in the prescence of copper and rion. J Agric Food Chem; 40: Decker EA, Ivanov V, Zhu BZ, Frei B (2001). Inhibition of low-density lipoprotein oxidation by carnosine histidine. J Agric Food Chem; 49:

7 Gariballa SE and Sinclair AJ (2000). Carnosine: physiological properties and therapeutic potential. Age Ageing; 29: Hansen M, Sandstrom B, Lonnerdal B (1996) The effect of casein phosphopeptides on zinc and calcium absorption from high-phytate infant diets assessed in rat pups and Caco-2 cells. Pediatr Res; 40: Hipkiss AR, Brownson C, Bertani MF (2002). Reaction of carnosine with aged proteins: another protective process? Ann N Y Acad Sci; 959: Hipkiss AR, Brownson C, Carrier MJ (2001). Carnosine, the anti-ageing, antioxidant dipeptide, may react with protein carbonyl groups. Mech Ageing Dev; 122: Kagawa K, Matsutaka H, Fukuhama C, Watanabe Y, Jujino H (1996). Globin digest, acidic protease hydrolysate, inhibits dietary hypertriglycedemia, and Va-Val-Tyr-Pro, one of its constituents, possesses most superior effect. Life Sci; 58(20) Mackey R, Ekangaki A, Eden JA (2000). The effects of soy proteins in women and men with elevated plasma lipids. BioFactors; 12: Meredith D, Boyd CAR (1995). Oligopeptide transport by epithelial cells. J Membrane Biol; 145: Satake M, Enjoh M, Nakamura Y, Takano T, Kawammura Y, Ara S, et al (2002). Transepthtelial transport of a bioactive tripeptide, Val-Pro-Pro, in human intestinal Caco-2 cell monolayers. Biosci Biotechnol Biochem; 66(2): Shimizu M, Tsunogai M, Arai S (1997). Transepithelial transport of oligopeptides in the human intestinal cell Caco-2. Peptides 1997; 18: Shimuzu M (2004). Food derived peptides and intestinal functions. BioFactors; 21: Shimizu M, Ok Son D (2007). Food-Derived Peptides and Intestinal Functions. Current Pharmaceutical Design, 13, Vermeirssen V, Van Camp J, Verstraete W (2004). Bioavailability of angiotensin I converting enzyme inhihitory peptides. Br. J. Nutr; 92: