刺参生物活性物质的研究进展

316中国生化药物杂志 Chinese Journal of Biochemical Pharmaceutic2006年第27卷第5期刺参生物活性物质的研究进展宋迪1,吉爱国123,梁浩2,王伟莉2,陈玉娟31.山东大学威海分校海洋学院,山东威海264209;2,山大威海囯际生物技术研发中心山东威海264209;3.山东大学药学院,山东济南250012)摘要:此文综述了刺参的主要生物活性物质组成及其药理作用的研究进展以期为刺參生物活性物质的开发和利用提供参考关键词∶刺参;生物活性物质;多糖;皂苷;自溶酶;药理活性中图分类号Q282.717文献标识码∶文章编号1005-167X200605-031604Progress of the studies on the bioactive substances in the Stichopus japonicusSONG Di, JI Ai-guo'23, LIANG Hao2, WANG Wei-li2, CHEN Yu-juan'(1. Marine School of Shandong University at Weihai, Weihai 264029, China2. SDU-Weihai International Biotechnology R&D Center, Weihai 264029, China3. Pharmaceutical School of Shandong University, Jinan 250012, China近年来随着对海參( Holothurian sea cucumber)研究的不离子而中医常用的补益药富含负离子基团,因而刺參不愧断深入人们发现从海参各类生物活性物质中寻找和开发新为一种极佳的富聚阴离子食品”在保健、医疗等方面具很药、加工功能性食品及开发化妆品已经成为海参深度开发利高的价值。用的重要方向。我国北方只有一种食用海參即刺参( Stich-1.1抗凝血和抗血栓早期研究表明 SJAMR氨基半乳糖、已糖醛酸、岩藻糖和刺参自古被视为佐膳珍品其滋补强身作用在历代医著硫酸酯分子比约为1:1:1:4)可使血小板自发性聚集在血循中多有记载。它是治疗内外伤的传统药物,还有壮阳的功环中血小板聚集体不能通过脏器和组织中的毛细血管而被效。明代以后收入本草列为补益药物称海参性温补,足阻滯岀现血小板减少。这种凝集作用并不引起血小板的活敌人参”有补元气,益五脏六腑,生经壮阳、延年益寿”之化、代谢或形态变化,只是使血小板不能发挥应有的生理活效。在《中药大辞典》中刺参属中药补阳药主治经血亏损、性和功能,从而达到抗凝血和抗血栓的目的。近来研究表虚弱劳却、阳痿、梦遗、小便频数、肠燥便艰、神经衰弱、肺结明SAM一方面在外源凝血过程中以剂量依赖方式抑制最桉2]。干燥刺参主要含有蛋白质(多肽)脂类、多糖、酶、类大凝血酶活性的生成和加速凝血酶活性的衰减,另一方面还胡萝卜素鈣钙、镁盐及铁、锰等微量元素。本文参考近年来国通过提高纤溶酶活性、使纤维蛋白凝胶中的纤维蛋白明显减内外有关刺参生物活性物质的研究结果进行综述。少、抑制纤维蛋白原的聚集功能、增强纤维蛋白凝块对纤溶多糖酶的敏感性而促进纤溶。2002年Kaia等3从刺参体壁得目前发现的刺参多糖主要分为两类:一类是糖胺聚糖,到葡萄糖胺聚糖( SC-GAG),它具有1个硫酸软骨素E型核心即黏多糖是由氨基半乳糖、葡萄糖醛酸、岩藻糖组成的分支聚合物而硫酸化的岩藻糖支链则以糖苷键结合于该核心的杂多糖酸性黏多糖还含有硫酸酯基21;另一类是岩藻多糖,几乎每1个双糖单元的葡萄糖酸C3位或者N乙酰半乳糖是由L岩藻糖构成的直链多糖。刺參酸性黏多糖( Stichopus胺C-4和(或)C.6位上。此sSC-GAG可以增强组织型纤溶酶japonicus acid mucopolysaccharide SJAMP)和岩藻多糖的硫酸原激活剂介导的纤维蛋白溶酶原活化作用。酯基含量非常高超过了传统补益类中药阿胶鹿角胶、龟板12抗肿瘤胶、鳖甲胶等多糖分子中硫酸酯基的含量,这在动物类食品H中国煤化工550%-60%。Mon发现资源中极为罕见。含硫酸酯基的分子上分布有带负电荷的SJANCNMHG3,2-二甲基4氨基二酚导致和98%。梁延杰等的研究收稿日期:2005-11-30;修回日期:2005-12-22表明 SJAMP能抑制小鼠Ss肉瘤和乳腺癌细胞的DNA合成基金项目:山东大学威海分校海洋生物制药重点学科项目但促进正常肝细胞DNA合成作者简介:宋迪(1983)女山东枣庄人在读硕士研究生主要1.3增强免疫力从事海洋生挪彩戣据分离提取及药理活性研究。anai等发现 SJAMP能使人白细胞悬浮物中的E花环中国生化药物杂志 Chinese Journal of Biochemical Pharmaceutic2006年第27卷第5期317数量增加和B细胞表面免疫球蛋白的表达减少这是因为它等还发现刺参中的海参毒素A1和B1具有避孕效能。作用于无活性细胞亚群,致使活性的T细胞增加,从而抑制2.2糖脂了B细胞活化和B细胞表面免疫球蛋白的表达目前对刺参糖脂的研究主要集中于鞘糖脂(GSL)Ya-1.4保湿mada8发现刺参中的大部分脑苷脂类组分与其它动物一样刺参多糖作为天然高分子化合物其聚阴离子与水有较为葡萄糖脑苷脂。而神经节苷脂组分却是特有的其唾液酸强的亲和力能进行高度水化作用而使水分滞留,用于化妆直接连在脑苷脂的葡萄糖上相互串联,还有一些定位于糖品中能给予皮肤、毛发适度的弹力改善皮肤含水量起到防链内部。他还发现GSL对鼠嗜铬细胞瘤细胞株PC12有影皱抗衰老的作用响。 Fumiaki等9从刺参氯仿/甲醇提取液的低极性脂质部分15其他作用分离得到5种葡萄糖脑苷脂SJC-1~SJC-5,并确定了结构。Kariva等4从刺参中分离得到2种岩藻多聚糖硫酸酯,有报道从刺参中分离获得一系列神经节苷脂其分子中连接相对分子质量(M,)分别为9000和32000二者浓度为501-3个唾液酸(神经氨酸基。引人兴趣的是有人证实刺参μg/m时均能抑制破骨细胞的形成,且抑制率超过95%神经节苷脂能协同神经生长因子的作用诱发神经轴突生此外刺参多糖还有保护神经组织、抑制细菌感染等作用。有长6报道说海参黏多糖还具有一定的降血脂作用5]在防治动脉2.3磷脂粥样硬化疾病方面将会有广阔的发展前景。刺参是一种低胆固醇动物性食品淇其脂质成分以磷脂为2脂类主。刺参的甘油磷脂以含1-烷烯醚结构的亚类为主,二刺参中的脂质成分主要包括皂苷、糖脂、磷脂等具有重脂酰甘油磷脂仅占刺参总磷脂量的1/4。近年发现的1种血要作用。小板活化因子与刺参中含1-烷(烯)烃醚结构的甘油磷脂结2.1皂苷构很相似,属于同类,我们猜想刺參的抗凝血作用不仅是与刺参多糖相比,人们对刺参皂苷的研究要早得多,它 SJAMP在起作用还可能与磷脂有关但明确的结论还需进也是目前刺参中研究较多的一类活性物质。刺参中的皂苷步的研究。种类很多且有不同的药理活性。刺参的皂苷元为海参甾烷对刺参脂质中各种脂肪酸的研究显示其多不饱和脂肪醇即3-20a二羟5a羊毛甾烷-18羧酸(18→16)内酯这是酸含量明显高于单不饱和脂肪酸和饱和脂肪酸,饱和脂肪酸海参特有的皂苷元。有人证实刺参中还存在非海参甾烷醇中主要包括有C1、C、C1等而不饱和脂肪酸则主要包括16三萜类苷元6。从刺参中分离得到的三萜类皂苷主要为刺碳单烯λ8碳(单烯、二烯、γ型和α型三烯入20碳(单烯、参苷AA及C。刺参苷AC均含有磺基,AI为A的脱磺基三烯、四烯、五烯湘和碳(六烯)脂眆酸。在不饱和脂眆酸产物。刺参苷A含葡萄糖、木糖和3-0-甲基葡萄糖刺参苷中二十碳五烯酸(C2s)量最高冖十二碳六烯酸(C2:6次C除含有上述糖外还含有半乳糖。刺参毒素是刺参皂苷中之10前者可降低血液中的胆固醇和甘油三脂后者可健的一类重要化合物主要集中在刺参体表的表皮腺中,其溶脑增强记忆力、防止记忆力减退及老年性痴呆的发生因而血作用比皂角苷强10倍左右是脊椎动物中毒致死的主要刺参脂质在预防心脏血管疾病防止血液凝固降低血液黏原因。稠度消除疲劳等方面具有重要的作用就目前的研究来说刺参皂苷的药理活性主要集中在抗3蛋白质(多肽)真菌、抗肿瘤、镇痛解痉等方面。刺参皂苷具细胞毒性和神Isemura等从刺參体壁得到一些羟基赖氨酸糖肽类物质经肌肉毒性能够阻碍细胞壁的生物合成改变其代谢溶解它们糖基化的羟基赖氨酸都位于Gly-X-Y三肽的Y位置,且细胞器从而抑制细胞生长导致细胞完全解体。 Anisimoy等分布于整个肽链,这与脊椎动物皮肤中的胶原蛋白是不同从刺参中提取得到的三萜苷可抑制白色念珠菌。 Kitagawa等的。其中1个糖肽首次向我们展示了无脊椎动物中 Gly-Gly发现从刺参中分离到的海参毒素A和B也可抗真菌。而从Hp序列的存在。研究证明动物胶或明胶富含的甘氨酸和刺参中分离提取的海参皂苷A和B在20世纪末就已用于临碱性氨基酸是生血、养血血红素和珠蛋白的生物合成)和促床治疗脚气病和白藓菌感染。刺参皂苷在抗肿瘤方面也有进钙质吸收的物质基础而加工后的刺参胶蛋白具高甘氨酸重要作用 Popov证实由刺参中分离出的几个三萜类皂苷不含量还相伴羟脯氨酸、羟赖氨酸的存在使其可以与阿胶、仅具溶血活性能改变质膜渗透性,而且对肿瘤细胞有较强龟板胶、鹿角胶等传统中药在成分和作用上相媲美因而刺的细胞毒性7。刺参毒素还具有镇痛解痉的作用这可能是参胶中国煤化工钙质吸收方面具很大的开由于刺参毒素特异作用于神经受体或离子通道影响了与发潜体有关的一系列细胞调控活动队从而阻断神经传导。例如CNMHG白。 Hatakeyama等从刺在对抗小鼠腹腔注射0.1%醋酸引起的扭体反应时20%刺参中提纯了2种Ca2+依赖性凝集素SJ-(M,13000和SJ-Ⅱ参提取液1m的镇痛作用相当于吗啡1mg。刺参提取液还(M15000)SJLI不仅可使兔的红细胞凝集还可使ABO能对抗乙酰胆碱或氯化钡对小鼠肠道平滑肌的兴奋作用。型血的人红细胞凝集。 Matsui等从刺参体腔中分离纯化得到因而刺参有堑成摒的止痛、局麻和抗痉药物。另外Ms的凝集素SPM14000xM.600在Ca·存在318中国生化药物杂志 Chinese Journal of Biochemical Pharmaceutic2006年第27卷第5期时均对兔红细胞有凝集作用。这些对于临床上治疗一些血参应用于医药、食品等方面,而近40年来,人们逐渐转向从细胞凝集相关的疾病具有重要意义药效成分、医学及保健作用方面进行分析研究,并取得了此外Moon等还从刺参分离得到1种糖蛋白质能通过些成果刺参所含的蛋白脂质、多肽、酶等多种生物引起免疫反应而抑制动物移植瘤的生长。 Birenheide等从刺活性成分具有増加免疫力、抗肿瘤、抗凝血、提高免疫力、抗参体壁分离得到一些肽对结缔组织的硬度具调控作用。刺真菌等作用。但是对于刺参一些活性物质旳作用机理还有參中还含有很多游离氨基酸0待进一步的探讨例如 SJAMP既有抗凝作用又有聚集血小板的功能目前临床上有将其用于治疗高凝血性疾病,也有用FuⅫ .heyan等3利用生化和电泳技术研究了刺参消化于治疗出血性疾病均获得成功这种相互矛盾又统一的特道中的7种蛋白酶发现不同pH值时Ca2‘能不同程度地增性尚未有人做出圆满的解释刺参中的皂苷多种多样甚至加酶活性而pH12.0-14.0时Hg则降低酶活性。还发现不同地方采集的刺參的皂苷也不完全相同人们的研究还需其中1个含Cu2的金属蛋白(M为20600具有很好的pH继续似以发现新的皂苷及新的功效泪目前对刺參自溶酶的研值和温度稳定性另1个丝氨酸蛋白(M为39100)则很可究还处于起步阶段,其分离纯化条件有待于进一步优化,其能是胶原蛋白酶他们还指岀刺参的自溶很可能与自身消化性质的研究也需要进一步深入;还有一些药理活性(如刺参道中的蛋白酶有关提取液的抗疲劳功效)保健作用等是通过刺参提取液的使2000年以来刺参的自溶性逐渐受到关注。朱蓓薇等分用而验证的这些提取液中一般不止含有1种物质而是以别用 Sephadex-100分子筛柱色谱和阴离子交换柱(DEAE-52)某1种或某几种物质为主的混合物这样一来还要对多种活色谱分离纯化了刺参自溶酶并取得较好的纯化效果。他们性物质的复合作用进行更加深入的研究。另外刺参中其它的研究结果显示刺参自溶酶是1种酸性蛋白酶,等电点在有效成分的化学和药理研究也需要深入如刺参具有很强的pH6.0以下,M,约为68500,对热不稳定,Zn2、Cun2+、Mg2*再生能力但对其促生长作用的报道还很少。随着人们对刺对该酶有不同程度的激活作用而P2+、Hg3+、Cd、Mn2则参生物活性物质及其作用研究的不断重视和深入并且将研有抑制作用15。我们可以将刺参自溶酶用于其自身生物究与实际生产利用越来越紧密地联系在一起相信刺参很快活性物质的提取,以便最大限度地保留其原有的活性物会成为药物、保健、饮食、美容等方面的重要资源之一。质181同时减少因过多引用外源物质而产生的污染参考文献另1种研究较多的酶为刺参精氨酸激酶该磷酸源激酶「〕王旭珍涨秀香凃士良.刺参酸性黏多糖的分离及鉴定[J].烟对刺参体内能量的代谢、储存和利用都具有至关重要的作台师范学院学报1999153)213-216用[2]刘桂敏赵秀敏陈菊娣,等,刺参酸性粘多糖质控分析方法的5类胡萝卜素研究J]解放军预防医学杂志20042x2)107-109关于刺参体内色素研究开始的较早,20世纪60年代[3] Kariva Y, Sakai T. Kaneko I,etal. nhancement of t-PA-mediatedMatsuno等就从刺参性腺中分离并鉴定了晶体虾青素。近10年有人从生化等方面研究了包括刺参在内的几种海参中的a cucumber Stichopus japonicus[ J ] J Biochem( Tokyo2002,13X2)335-343类胡萝卜素发现刺参中角黄素的含量远高于所研究的其他海參就刺參本身来看角黄素含量最高其次是芬尼黄质和[ 4] Kariya Y, Mulloy B ,Imai K et al. Isolation and partial characterizationof fucan sulfates from the body wall of sea cucumber Stichopus japonicus虾青素而β海胆酮、玉米黄素和β胡萝卜素的含量相对较and their ability to inhibit osteoclastogenesis[ J ]. Carbohydrate低。体外试验证明角黄素是强的单线态氧清除剂作用大于search2004339l3391346.β-胡萝卜素或玉米黄素,当它与天然胡萝卜素一起作用[5] Liu HH Ko W C, Hu M L Hypolipidemic effect of glycosaminoglyo能抑制活性氧中间产物引起的巨噬细胞膜受体的丢失膳食from the cucumber Metriatyla scabra in rats fed a cholesterol-supple-中角黄素还可抑制Fe3·促进的生物膜过氧化。而天然虾青rented die[ J ]. J Agric Food Chem 2002 5 12 )3602-3606素也是很强的抗氧化维生素临床试验证明其抗氧化效果是[6] Kaneko m,KiaF, amada K,etal. Structure of neuritogenic a其他胡萝卜素的10倍。其功效主要是清除体内大量有害ganglioside from the sea cucumber Stichopus japonicus[ J ]. Eur J Or由基抗辐射增强免疫力等,是开发新型食品、保健食品的Chem,9993171-3174最佳功能佐剂。其他类胡萝卜素也分别具有不同程度的抗[7pwM. Comparative study of cytotoxic and hemolytic effects ofale from G氧化作用。随着对刺参中类胡萝卜素研究的不断深入刺参and Sea cucumber[ J ].Izvestiia在抗氧化方面将会有越来越重要的作用。另外刺参中的类中国煤化工/ ossiiskaia Akademiia NCNMHG胡萝卜素浓缩液还可以作为天然营养添加剂∞0[8] Yamada K. Chemo-pharmaceutical studies on the glycosphingolipid6结语stituents from echinoderm sea cucumbers as the medicinal materials我国的海參约有20余种可供食用但南北差异很大越[J]. Yakugaku Zasshi 2002, 122 12): 1133-1143往南种类越多,越往北品质越好因而辽宁、山东、河北等[9] Fumiaki K, Yamada K Kaneko M ,et al. Constituents of holothuroidea沿海所产的刺物很为是最上品。过去人们只是直接将刺14. Isolation and structure of new glucocerebroside molecular species中国生化药物杂志 Chinese Journal of Biochemical Pharmaceutic2006年第27卷第5期319from the sea cucumber Stichopus japonicus[J] Chem Pharm Bull,[I5]韩冰朱蓓薇.阴离子交换柱(DEAE52层析纯化海参自溶酶200553(4)382-38[J]大连轻工业学院学报20042x2)118-121[10]苏秀榕娄永江,常亚青等.海参的营养成分及海参多糖的抗[I6] Suzuki t ,Imai K. Comparative studies of the indoleamine dioxygenase-肿瘤活性的研究J]营养学报2003252)like myoglobin from the abalone sulculus diversicolor[ J ]. Comp11 1 Fu Xueyan Xue Changhu Miao Benchun et al. Characterization of pro-Biochem Physiol 1997 117B 599-604teases from the digestive tract of sea cucumber( Stichopus japonicus ) 17 Savary B J, Hicks K B, O'Connor J V Hexose oxidase from chondHigh alkaline protease activity[ J ] Aquaculture 2005 246 321-329crispus-improved purification using perfusion chromatograp J ]. Enzyme12 Roy P Colas B, Durand P Purification, kinetical and molecular characand Microb Technol 2001 29 42-51terizations of a serine collagenolytic protease from greenshoe18 1 Garcia-Carreno F L, Mavarrelele del Toro M A, Serviere-Zaragoza ECarcinus maenas )digestive gland[ J ] Comp Biochem PhysiolProtein-hydrolyzing enzymes in the digestive systems of the adult Mexil15Bx7-9can blue abalone J ] Aquaculture, 1997, 157 325-336[13] Aoki h, Ahsan Mn, Matsuo k et al. Purification and characterization of[Ⅳ9]郭淑元叶盛王政,等,精氨酸激酶及其底物复合物的结晶和of northern shrimp结晶学初步研究J自然科学进展2004412):1475Pandalus eous I J ]. J Agric Food Chem 2003 51777-783[20] Bariliak I R, OI'shevskaia O D, Lebskaia T K et al. Biomedical re-14]朱蓓薇韩冰.海参自溶酶的分离纯化和部分性质研究[J].食search on a concentrate of carotenoids made from the North Atlantic sea品与发酵工业20043(4):132-137cucumber Cucumaria frondosa J]. Vopr Pitan, 1999 683):12-17几种生化药物临床应用研究进展房德敏天津医院,天津300211)摘要对近年来几种常见生化药物的临床应用研究进展结合个人实践进行介绍,关键词:生化药物;研究进展;临床应用中图分类号931.74文献标识码:A文章编号:1005-1678(2006050319.02Research progress of several biochemical pharmaceuticals in clinical applicationsFANG De-minTianjin Hospital, Tianjin 300211, Chian生化药物( biochemical dru)是从生物体分离、纯化所得,胞膜清除自由基同时发挥黏弹性作用缓冲应力对关节的以及用化学合成、微生物合成或现代生物技术制得的用于预作用。注射外源性高相对分子质量(M,)H,可改善关节腔防、治疗和诊断疾病的生化基本物质如氨基酸、肽、蛋白质、内环境扣制炎症反应有利于关节软骨修复。洪剑飞1对酶、辅酶、多糖、脂质和核酸等。随着现代生物技术以及现代300例冻结肩患者经4-5次SH注射治疗后疗效优者240分离纯化技术的发展与应用生化药物在医药领域内占有越例占80%,良者60例,占20%,优良率达100%。1%~2%来越重要的地位。现对近年来几种常见生化药物的临床应的SH溶液具有高黏弹性本身无色透明。在进行眼前节手用研究进展作一介绍。术时发挥填充和保护作用是理想的眼科手术黏弹剂。张1玻璃酸钠(SH)立贵2对212例各类青光眼行小梁切除术前房注入1%SHH具有特殊的理化性质和流变学特性如黏度黏弹性并保中国煤化工果显示青光眼滤过手术中假塑性等近年来在临床上得到广泛的应用。SH是构成关使用CNMHG术成功率。SH具有典型节滑液和软骨的主要成分,在关节腔内起润滑作用,稳定细的非年顿和民灯以生初怕容性作为辅料加入滴眼液中可提高药物的生物利用度。收稿日期:2005-07-302氨基葡糖作者简介:房德敏19),女河北定兴人主任药师主要从事临氨基葡糖是人体关节软骨基质中合成蛋白聚糖所必需床药学研究的成分还可刺激软骨细胞产生具有正常结构的糖蛋白抑