海洋生物活性物質(zhì)研究簡(jiǎn)述

2012年第2期構直農世斜數83海洋生物活性物質(zhì)研究簡(jiǎn)述陳曦,陳秀霞,陳強,林能峰(福建省農業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所350003)摘要:海洋生物已成為天然藥物的重要來(lái)源之一,從各類(lèi)海洋生物中可提取分離到具有各種藥用活性的化合物,具有開(kāi)發(fā)成新藥的潛力。該文對海洋生物活性物質(zhì)主要種類(lèi)、研究方法和具體應用進(jìn)行了簡(jiǎn)要闡述,同時(shí)對海洋生物活性物質(zhì)的研究方向及前景進(jìn)行了展望。關(guān)鍵詞:海洋生物;活性物質(zhì);抗菌;抗腫瘤Brief description to active material of marine organismCHEN Xi, ChEn Xiu-xia, CHEN Qiang, LIN Neng-fengBiotechnology institute, Fujian Academy of agriculnces350003)Abstract: Marine organism has become one of important source of natural medicines. Medicinal active compounds extractedand separated from which have the potential of being new medicines. In this paper, the main kinds, research method andconcrete application of marine organism were briefly expounded, and the research direction and foreground of marine organ-m in near future wereKey words Marine organism; active material; antibacterial; antitumor海洋約占地球表面積的71%,生活著(zhù)20多萬(wàn)從前根本不可實(shí)現的速度進(jìn)行分子的提取與鑒定。種生物。在高鹽、高壓及缺氧的環(huán)境下,很多海洋日本海洋生物技術(shù)研究院及海洋科學(xué)和技術(shù)中生物在長(cháng)期進(jìn)化過(guò)程中能夠代謝產(chǎn)生一些結構獨特心每年用于海洋生物活性物質(zhì)開(kāi)發(fā)的經(jīng)費為1億多的化學(xué)物質(zhì),其中具有重要作用的生物活性物質(zhì)雖美元。在海洋生物活性物質(zhì)方面的研究發(fā)展很快然眾多,但真正進(jìn)入臨床應用的卻非常稀少。隨著(zhù)對海洋微生物、微藻類(lèi)、海綿、芋螺、海參等多種生物技術(shù)的發(fā)展,運用現代生化分離與分析手段,海洋動(dòng)植物和微生物等所產(chǎn)生的活性物質(zhì)進(jìn)行研通過(guò)細胞培養、DNA重組等技術(shù),可能從海洋中獲究,其中以海綿和海藻類(lèi)研究最多。取大量低毒、高效的活性物質(zhì)。目前,海洋生物活歐盟制訂了海洋科學(xué)和技術(shù)計劃,重點(diǎn)資助項性物質(zhì)的主要活性研究側重在抗癌與抗菌等方面,目中有“從海洋生物資源中尋找新藥”,近年來(lái),而具有生物活性的主要海洋生物資源是海洋無(wú)脊椎發(fā)現了450多個(gè)具有不同生物活性的新海洋天然產(chǎn)動(dòng)物,如草履蟲(chóng)、海兔、海鞘、海綿、海藻(包括物,其中31個(gè)化合物具有明顯的抗腫瘤活性。每微藻)及海洋微生物等。年用于海洋藥物開(kāi)發(fā)的經(jīng)費也有1億多美元2。1國內外海洋生物活性物質(zhì)研究現狀我國利用海洋生物資源入藥治療、健體強身的歷史非常悠久。但現代海洋藥物研究則始于20世美國是最早研究海洋生物抗菌肽物質(zhì)的國家之紀70年代。1997年我國啟動(dòng)海洋高技術(shù)計劃,海。隨著(zhù)“回歸自然”浪潮的出現,人們越來(lái)越關(guān)洋藥物的開(kāi)發(fā)被列為重點(diǎn),從而以沿海城市為中心環(huán)境生態(tài)與污染、化學(xué)致癌物等的關(guān)系。天然產(chǎn)心,形成科研、生產(chǎn)、開(kāi)發(fā)技工貿一體化的生產(chǎn)網(wǎng)物的化學(xué)分離與化學(xué)分析的長(cháng)足進(jìn)步,使現在能以絡(luò )。2海洋生物江收稿日期:2011-12-20YH中國煤化工里作用作者簡(jiǎn)介:陳曦,男,1982年生,助理研究員。2.1抗菌肽CNMHG1972年生,博士,副研究員抗菌肽是動(dòng)物機體具有天然免疫力的重要原(E-因,其抗菌機制推測是其— helix結構可在細菌的2012年第2期細胞膜上形成陽(yáng)離子通道,從而殺死病原體。目腫瘤細胞得不到氧和營(yíng)養物供應,可達到抑制腫瘤前,已有百余種抗菌肽被分離,有些抗菌肽不僅具生長(cháng)的作用?。有很強的殺菌能力,還能殺死腫瘤細胞,由于使用2.4抗氧化因子抗生素會(huì )導致人類(lèi)致病菌對抗生素產(chǎn)生耐藥性,所研究表明,環(huán)境污染、紫外線(xiàn)、放射線(xiàn)以及包以使用抗菌肽代替抗生素是將來(lái)生物醫學(xué)發(fā)展的必括細胞呼吸在內的一些正常的代謝過(guò)程都可以產(chǎn)生然,具有無(wú)限的發(fā)展前景。自由基,而自由基可導致活細胞和組織的氧化損通過(guò)生物活性監測的方法,發(fā)現了有某些抗菌傷。自由基的存在,也可加速衰老的進(jìn)程?？寡趸目梢詺⑺谰€(xiàn)蟲(chóng)。而利用HPIC、電泳等手段,還活性肽通過(guò)減少氧自由基、羥自由基,從而達到抗可以從被囊動(dòng)物海鞘的血細胞中提取到含有α螺旋衰老的功能。海洋動(dòng)物中含量豐富的超氧化物歧化結構的系列肽 Clavanins A、B、C、D?？咕囼炞C酶(SOD)、過(guò)氧化酶(CAT)和過(guò)氧化物酶(如明,天然來(lái)源與合成的抗菌肽均具有廣譜抗菌活Se-GSH-PX),在細胞體內形成抗氧化防御體系性。特別是超氧化物歧化酶(SOD),更是目前研究熱研究表明,至少7種甲殼綱動(dòng)物里存在抗病點(diǎn)毒、抗真菌的物質(zhì);扇貝柱提取物具有顯著(zhù)的抗菌2.5心血管活性肽活性;岸邊蟹的顆粒血細胞里存在抗菌因子,對多水產(chǎn)蛋白酶解產(chǎn)物的降壓機制一般是作為血管種革蘭氏陽(yáng)性和陰性菌都有滅活作用;從東方鱟的緊張素轉換酶(ACE)的競爭性抑制劑,阻礙具有血細胞經(jīng)破碎后提取的鱟試劑,對真菌、流感病毒升血壓作用的血管緊張素Ⅱ的生成,抑制具有降血A、口腔皰疹病毒、HⅣV都有一定的抗性。壓作用的血管舒緩激肽的分解,使血壓下降。與其2.2海洋生物毒素他抗高血壓合成性ACE抑制劑類(lèi)藥物相比,它們海洋生物毒素對人類(lèi)活動(dòng)影響很大,尤其是海對正常狀態(tài)下的腎、血管作用很小,具有安全性洋有毒生物至今仍威脅著(zhù)人類(lèi)海上的生活和生產(chǎn)。高、無(wú)不良反應等特點(diǎn)?，F已成功地從磷蝦、金槍但是,海洋生物毒素具有重要的理論和應用研究?jì)r(jià)魚(yú)、沙丁魚(yú)、鰹魚(yú)中分離獲得了ACE抑制肽8。值。這是由于它一方面可為神經(jīng)生理學(xué)研究鑒定受體及其細胞調控分子機理提供豐富的工具藥,如特3海洋活性物質(zhì)藥物研究開(kāi)發(fā)的技術(shù)方法異作用于Na通道的高生物活性物質(zhì)大部分均來(lái)自3.1基于分子生物技術(shù)和基因工程技術(shù)的大規模海洋生物毒素,包括河豚毒素、石房蛤毒素、芋螺篩選毒素等,另一方面則對攻克人類(lèi)面臨的重大疑難疾目前,國際上主要是以分子水平的藥物模型為病具有重要意義,如將海洋生物毒素直接開(kāi)發(fā)為天基礎的大規模篩選技術(shù),即使用生命活動(dòng)中具有重然藥物或作為先導化合物用于新藥設計要作用的受體、酶、離子通道、核酸等生物分子作已發(fā)現的重要海洋生物毒素主要包括:河豚毒為大規模篩選的作用靶點(diǎn),來(lái)進(jìn)行活性物質(zhì)的篩素、石房蛤毒素、膝溝藻毒素、魚(yú)腥藻毒素、海參選;借助基因工程技術(shù),采用基因工程受體,如以毒素、冠柳珊瑚毒素、大田軟海綿酸、海兔毒素、癌基因和抑癌基因為作用靶點(diǎn)進(jìn)行抗腫瘤藥物篩選巖沙?？舅?、刺尾魚(yú)毒素、輪狀鰭藻毒素、扇貝等。毒素、短裸甲藻毒素和西加毒素等。3.2利用生物表達系統解決海洋活性物質(zhì)的生產(chǎn)2.3抗腫瘤因子問(wèn)題來(lái)源于海洋生物的抗腫瘤因子的抗腫瘤機制多海洋藥物研究與開(kāi)發(fā)的瓶頸是藥源問(wèn)題。目而復雜,目前已知的有免疫抑制(抗淋巴細胞癌前,國際上對生物技術(shù)在海洋生物活性物質(zhì)研究和變)、免疫增強、抑制血管生成、誘發(fā)癌細胞凋亡開(kāi)發(fā)中應用研究得最多的是基因工程,即分離、克等6。這些物質(zhì)的抗癌機制是抑制血管形成,從而隆活性物質(zhì)的基因轉人高效、廉價(jià)的表達系統進(jìn)抑制腫瘤生長(cháng)。試驗證明腫瘤周?chē)茇S富程度與行生產(chǎn),以中國煤化工確保海洋生物腫瘤細胞轉移相關(guān)。血管生成抑制因子通過(guò)抑制細資源的持續CNMHG洋生物發(fā)酵工胞骨架的形成,阻止內皮細胞的運動(dòng)遷移,從而抑程、生物反應器以及酶工程等均是解決海洋藥物藥制血管生成。腫瘤周?chē)氀苌L(cháng)受到抑制,使源難題的有效途徑。2012年第2期衣*斜33海洋生物活性物質(zhì)的分離、純化及制備新方法用作食品風(fēng)味添加劑。通過(guò)酶解生產(chǎn)的海鮮調味品近年來(lái),許多新技術(shù)應用于海洋生物活性物質(zhì)是純天然食品,比人工合成的風(fēng)味添加劑更受消費的分離、純化及制備過(guò)程中,如超臨界流體萃取、者青睞,具有廣闊的發(fā)展前景。雙液相萃取、灌注層析、分子蒸餾、膜分離技術(shù)4.3保健食品等,還有能提高化合物活性的分子修飾、組合技海洋生物獨特的生存環(huán)境使其形成許多功能特術(shù),加速藥物研制的計算機輔助藥物設計技術(shù)等。異、結構新穎的生理活性物質(zhì),海洋生物資源成為3.4建立海洋生物資源中心及樣品庫功能保健品的原料寶庫。目前,國內外利用海洋生在政府的支持下,組織人力財力,聯(lián)合海洋生物研究和開(kāi)發(fā)的海洋保健品已形成多個(gè)系列,如魚(yú)物學(xué)家對海洋生物進(jìn)行大規模采集,并建立起海洋油系列、水解蛋白系列、海藻系列、貝類(lèi)系列等。生物資源樣品庫,是進(jìn)行海洋藥物研究的基礎。4.4動(dòng)物飼料3.5大力開(kāi)展海洋生物活性物質(zhì)的化學(xué)研究海洋蛋白的水解產(chǎn)物中的氨基酸種類(lèi)齊全、含這是被稱(chēng)為“以活性檢測為引導的天然產(chǎn)物研量均衡,有些還有促進(jìn)動(dòng)植物生長(cháng)、提高動(dòng)物免疫究”,主要有如下3種方式:①組成引導型?？闪Φ奶厥夤δ?因此可制成高品質(zhì)的飼料添加劑,將海洋生物活性物質(zhì)次生代謝物作為新藥的結構模以提高飼料的品質(zhì)。式,對其進(jìn)行化學(xué)修飾,以尋找高效、低毒的新化合物。②化學(xué)結構引導型。按構效關(guān)系,對化合物5展望的衍生物進(jìn)行研制,開(kāi)發(fā)一系列新的海洋生物藥用海洋生物活性物質(zhì)往往具有獨特的化學(xué)結構和活性物質(zhì)。③活性引導型。突破了傳統的研究框很高的生物活性,可直接開(kāi)發(fā)為天然藥物或作為先框,完全是以利益為目的,即在研究之前先明確目導化合物用于新藥設計,肽鏈結構的微弱變化就可標物質(zhì)的功效、市場(chǎng)、競爭對手以及篩選成功的風(fēng)以有效地調節其生物活性,這為尋找高選擇性的藥險等。物或農藥提供了重要線(xiàn)索。但是海洋生物活性物質(zhì)3.6高通量藥物篩選技術(shù)般都以微量形式存在,從而限制了對它的獲取和應用高通量藥物篩選技術(shù),對采集到的海洋生生產(chǎn),通過(guò)擴大篩選生物活性物質(zhì)的海洋生物的范物提取物進(jìn)行大規模、高效率、有秩序、多靶點(diǎn)的圍,進(jìn)行系統化的篩選,利用人工養殖海洋生物和活性篩選。由于容易采集,在已發(fā)現的海洋天然化應用生物技術(shù)擴大藥源則有望突破這一難關(guān)。近年合物中,海藻、腔腸動(dòng)物、棘皮動(dòng)物和海綿這4大來(lái)大量的生源學(xué)及生態(tài)學(xué)研究表明,海洋生物活性類(lèi)海洋生物占90%以上。雖然被囊動(dòng)物和海洋微生物質(zhì)的最初來(lái)源絕大部分為低等海洋生物,如藻類(lèi)物因不易采集而所占的比例不高,但由于這類(lèi)生物及其共生菌類(lèi)。運用生物培養、基因工程、細胞工的次生代謝物所具有的極強的生物活性,必將成為程、發(fā)酵工程、DNA重組等生物技術(shù)手段可以培植今后海洋藥物研究的熱點(diǎn)。新的海洋生物,從而獲得大量的海洋生物活性物4海洋肽類(lèi)活性物質(zhì)的應用質(zhì),這是在海洋藥物的研究與開(kāi)發(fā)過(guò)程中打破資源限制,解決藥源問(wèn)題的一條現實(shí)可行的途徑。4.1藥物應用今后對于海洋生物活性物質(zhì)研究的重點(diǎn)將是天然藥物海洋蛋白高值化的最主要研究方向就繼續通過(guò)加深對海洋生物的生態(tài)分布規律及其多樣是篩選純天然的生物活性肽類(lèi)藥物,包括抗高血性的了解,尋找和發(fā)現新型化合物;確定活性物質(zhì)壓、促進(jìn)生長(cháng)、免疫調節、抗氧化、抗衰老、抑制初級和次級代謝的遺傳、營(yíng)養和環(huán)境因素,作為開(kāi)腫瘤等等。近十幾年來(lái),通過(guò)對海洋生物中天然存發(fā)新的、高級產(chǎn)品的基礎;鑒定具有生物活性的化在的活性物質(zhì)的提取、分離和純化,我國已有一大合物,并確定它們的作用機理和天然功能,為一系批海洋藥物投放市場(chǎng)。列新的、有選擇的活盾車(chē)拈和化工上的應用4.2海鮮調味品提供模型;進(jìn)中國煤化工程、細胞在過(guò)去的20年中,人們從魚(yú)類(lèi)、甲殼類(lèi)中分工程、DNA重維.L廈NMH所的海洋生離出來(lái)6000多種揮發(fā)性風(fēng)味組分,包括醛類(lèi)、酮物,以獲得大量的海洋生物活性物質(zhì),實(shí)現海洋生類(lèi)、醇類(lèi)、含氮含硫的組分、呋喃類(lèi)等化合物,并物活性物質(zhì)的規?；a(chǎn)。詬且衣舒數12年第2期龍巖市野生厚葉五味子資源的開(kāi)發(fā)利用陳淮川(福建省龍巖市農業(yè)科學(xué)研究所364000)摘要:介紹野生厚葉五味子的生物學(xué)特征及在龍巖市的分布,分析其化學(xué)成分、藥理作用及利用價(jià)值,并提出開(kāi)發(fā)利用龍巖市野生厚葉五味子資源的建議。關(guān)鍵詞:野生;厚葉五味子;開(kāi)發(fā)利用;龍巖市Development and utilization of wild thick- leaf Schisandra chinensis in LongyanCHEn Huai-chuanLongyan Agricultural Science Institute, Fujian Province 364000)Abstract: In this paper, the biological characteristics and distributions of wild thick-leaf Schisandra chinensis in Longyanwere introduced, the chemical constituents, pharmacological function and utilization value were analyzed, and the sugestionsabout development and utilization of wild thick -leaf Schisandra chinensis in Longyan were put forwardKey words: Wild; thick-leaf Schisandra chinensis; development and utilization; Longyan city厚葉五味子屬雙子葉植物綱原始花被亞綱,木明厚葉五味子還含有抗癌和艾滋病等多種成分;厚蘭科、五味子亞科、南五味子屬。又名黑老虎、葉五味子葉色濃綠、花色鮮艷、果型奇異,還可作過(guò)山龍、大鈷、臭飯團、冷飯團2,其果苗語(yǔ)稱(chēng)為為景觀(guān)攀援植物。野生厚葉五味子在龍巖市分布廣布福娜”,意思是美容長(cháng)壽之果③。我國野生厚葉泛、種質(zhì)資源豐富,對其開(kāi)發(fā)利用具有很高的經(jīng)濟五味子主要分布在福建、廣東、廣西、湖南、江效益。西、云南等省。自古以來(lái)人們就有用厚葉五味子來(lái)1野生厚葉五味子在龍巖市的分布及生物治療風(fēng)濕痛、婦女痛經(jīng)等的歷史;現代醫學(xué)研究證學(xué)特征收稿日期:2011-11-15龍巖市位于北緯24°23′至26°02′、東經(jīng)115°作者簡(jiǎn)介:陳淮川,男,1953年生,農藝師參考文獻7]沈先榮,賈福星.鯊魚(yú)軟骨制劑抑制血管生成的研究[J][1] KYOKO S, RYUICHI K, HISASHI K, et al. 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