药用蚶的活性蛋白成分及药理作用研究

2016-08-31 12:20李春磊朱建华宋丽艳于荣敏
中国生化药物杂志 2016年10期
关键词:抗菌活性蛋白

李春磊,朱建华,宋丽艳,于荣敏

(暨南大学 药学院,广东 广州 510632)

药用蚶的活性蛋白成分及药理作用研究

李春磊,朱建华,宋丽艳,于荣敏Δ

(暨南大学 药学院,广东 广州 510632)

蚶是一类药食两用的海洋中药,含有丰富的蛋白功能因子且具有抗菌、抗氧化、抗肿瘤等不同药理活性。本文结合本研究团队的课题研究综述了国内外近年来蚶活性蛋白成分及药理作用的最新研究成果,旨在为药用蚶的深入研究和应用开发提供参考。

活性蛋白;魁蚶;毛蚶;泥蚶;药理作用

蚶,隶属于软体动物门双壳纲蚶目蚶科(Arcoidae),是一类富含血红蛋白的海洋经济贝类,在东亚和南亚地区有着悠久的食用和药用历史。具有药用功效的蚶有三个基源:毛蚶属毛蚶(Arcasubcrenata)、魁蚶(A.inflate)和泥蚶(A.granosa)。蚶栖息于海岸线附近的潮间带,主要分布于西太平洋、印度洋海域的中国、日本、韩国、菲律宾、泰国及马来西亚等国家,在我国分布于山东半岛以南沿海。其壳为传统中医祛痰药瓦楞子,生品具有消痰化瘀的功效;煅制品具有制酸止痛的功效。其软体部分风味鲜美常用作食疗保健,具有消痰化积,软坚散结的功效[1]。蚶的药用历史久远,最早可追溯到汉朝末年。《名医别录》记载:“魁蛤,味甘,平,无毒。主治痿痹,泄痢,便脓血。”后代医书对蚶的药用功效进行了更详细的记载,发现蚶还具有温中消食,润五脏,治消渴,起阳的功效[2]。蚶是临床基础扎实、功效确切的海洋中药,运用现代科学手段进一步阐明其药效物质基础将有利于该药的研究应用,创造巨大的开发价值。蚶药用功能成分的研究起步较晚,发展缓慢。国外学者对蚶药用成分的研究很少,相关研究近乎空白。国内的相关研究开始于20世纪 90年代末,国内学者对蚶的活性化学成分和药理作用做出一些研究报道。现代研究表明蚶的主要药效成分为蛋白类化合物,具有抗肿瘤、抗菌、抗氧化、抗衰老等广泛的药理作用,但是目前得到明确鉴定的活性蛋白化合物成分并不多,许多活性成分尚待确定。

海洋生物生长在高盐、高压、低温、低光照、寡营养的海洋环境中,产生了与陆地生物不同的代谢系统和机体防御系统,合成并积累了大量结构新颖、功能独特的活性物质,如萜类、多糖类、聚醚类、大环内酯类和蛋白类化合物。近年来,海洋活性蛋白化合物凭借生物活性高、特异性强、药理活性广等独特优势成为了新药研发的新蓝海。蚶作为功效确切的海洋中药,富含蛋白质,具有广阔的药用功能蛋白的开发前景。为此笔者结合本研究团队近期研究结果综述了国内外学者在其活性蛋白成分和药理作用研究情况,旨在为药用蚶的深入研究和开发利用提供科学参考。

1 蚶活性蛋白成分

蚶是一类高蛋白低脂肪的海洋贝类,粗蛋白含量达到14.8%,高于牡蛎、贻贝、蛏和文蛤等其他海洋食品贝类。蚶活性蛋白成分的研究,主要见于毛蚶、魁蚶和泥蚶。近年来,随着现代生化分离技术,尤其是适用于极性大分子的层析技术的快速发展,越来愈多的活性蛋白被分离纯化,但是蛋白结构解析仍然存在诸多困难。高级结构解析需要使用先进的技术仪器,如冷冻电镜技术、X射线晶体学技术等。一级结构的确定相对简单,但也存在因为出现天然蛋白N端封闭的情况而无法得到全部氨基酸序列的情况。因此,文献报道的天然蛋白一般只鉴定出一级结构(全部或部分氨基酸序列)和部分二级结构(α-螺旋、β-折叠)的比例关系,不包括完全的空间构象。另外,考虑到活性蛋白在生物体内丰度低,富集难度大,进一步增加了活性蛋白的纯化难度。总体来讲,蛋白化合物的分离纯化和表征往往比小分子化合物困难许多,数量远不及有机小分子化合物。最近,蚶药效活性物质的研究进展加快,目前已分离得到35个活性蛋白化合物(见表1)。

表1 蚶中分离得到的活性蛋白Fig.1 Functional proteins isolated from Arca

续表

1.1 毛蚶活性蛋白成分 毛蚶体内含有抗肿瘤蛋白成分。本研究团队[3]最先报道毛蚶蛋白成分具有抗肿瘤作用,并利用离子交换层析和凝胶层析的方法分离得到2个蛋白化合物,相对分子量8.2 kDa的G4-2和相对分子量16 kDa 的G-6,其等电点分别为6.6和6.1。经MTT实验发现,G4-2对HeLa、HL-60、KB肿瘤细胞系均具有明显的抑制作用,其IC50分别为22.9、46.1和57.7 μg/mL;另一蛋白化合物G-6只对HL-60肿瘤细胞系具有抑制作用,IC50为123.2 μg/mL。随后,我们又从毛蚶中分离得到一种对HeLa和HT-29细胞系具有显著抑杀作用的蛋白组分P2[4]。Chen等[5]运用活性追踪的方法继续从P2组分中分离纯化,得到一个相对分子量20491 Da、等电点6.65,具有抗氧化、抗肿瘤活性的蛋白化合物H3。H3是不含糖基的蛋白化合物,经MALDI-TOF/TOF-MS和de novo测序,得到了H3的部 分序列:①ISMEDVEESRKNGMHSIDVNHDGKHRAYWADNT-YLM,②KCMDLPYDVLDTGGKDRSSDKNTDLVDLFELDMVPDR-KNNECMNMIMDVIDTN,③TAARPYYCSLDVNHDGAGLSMEDVE-EDK。体外抗肿瘤实验显示,H3具有显著的抗肿瘤活性,对3种人源肿瘤细胞HeLa、HepG2、HT-29具有显著的抑制活性,其IC50分别为10.8、10.1、10.5 μg/mL。此外,冯婷和付莹等[6-7]发现,毛蚶活性蛋白组分对A549、HCT-116、MCF-7、BEL-7402肿瘤细胞也具有一定抑制作用。

除了抗肿瘤蛋白成分,毛蚶酶解物中还含有抗氧化活性蛋白成分。王勇等[8]利用凝胶柱层析从毛蚶中分离得到了抗氧化组分P3,其对DPPH自由基的清除作用达到EC500.192 7 mg/mL。吴思聪等[9]考察了不同提取方法对毛蚶抗氧化能力的影响,结果表明,提取物利用饱和硫酸铵沉淀法除去杂蛋白后,最大限度保留SOD酶,对超氧阴离子具有显著的清除作用。肖湘等[10]利用硫酸铵分级盐析和柱层析的方法,从毛蚶中分离得到铜锌超氧化物歧化酶。该酶由两个亚基组成,每个亚基含有一原子铜和一原子锌,相对分子量为28.8 kDa。此外,Song等[11]考察了3种水解酶和酶解条件,确定了碱性蛋白酶酶解产物抗氧化活性最高。李婷菲等[12]利用碱性蛋白酶水解毛蚶,在消除自由基活性指导下,利用离子交换层析、凝胶过滤层析、反相高效液相层析分离得到2种抗氧化肽A-Bg1、A-Bh,2者皆具有一定的清除DPPH的功能。

此外,张亚南等[13]尚从毛蚶中分离纯化出两种血红蛋白HbI和HbII,并克隆获得了组成血红蛋白的三个亚基HbI、HbIIa、HbIIb的全长cDNA序列。通过酶活性检测发现,HbI、HbII对L-DOPA、儿茶酚、对苯二酚这3种底物具有类酚氧化酶活性。荆昭等[14]对毛蚶血红蛋白体外抑菌活性的研究显示,HbI、HbII对3种革兰阳性菌,金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌和四联微球菌均具有抑菌作用。进一步对毛蚶Hb抗菌机理的研究发现,2种血红蛋白的抑菌作用是通过产生可被超氧化物歧化酶特异性抑制的ROS而实现。

1.2 魁蚶活性蛋白成分 迄今,国内外学者已从魁蚶中分离得到8种具有不同生物活性的蛋白化合物,其中5种蛋白与抗菌活性有关。Li等[15]通过魁蚶EST标签和RACE技术鉴定出一种魁蚶防御素Sb-BDef1。RT-PCR结果显示,Sb-BDef1在魁蚶组织中均有分布。在鳗弧菌刺激8 h后,Sb-BDef1在魁蚶血淋巴中的表达显著上调;16 h后,Sb-BDef1在魁蚶肝脏中明显增多。这些结果揭示Sb-BDef1在革兰阴性菌侵袭机体时,发挥了免疫防御剂的功能。Mao等[16]利用EST标签和RACE技术从魁蚶中鉴定出一种脂多糖结合的杀菌蛋白Sb-BPI/LBP1。Sb-BPI/LBP1由 463个氨基酸组成,N端包含一个可与脂多糖结合的BPI1结构域。通过RT-PCR检测发现,Sb-BPI/LBP1分布在魁蚶全部正常器官中;脂多糖刺激后,Sb-BPI/LBP1在体内含量明显增多,证实Sb-BPI/LBP1参与了宿主免疫防御,抵抗革兰阴性菌的侵袭。此外,李伟等[17]通过缓冲液抽提、硫酸铵沉淀和柱层析技术分离得到了相对分子量为76.2 kDa的魁蚶防卫素。经抗菌活性检测发现,魁蚶防卫素对金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、大肠杆菌、产气杆菌、变形杆菌均有较强抑制作用。Zheng等[18]构建了魁蚶转录组文库,利用RACE技术克隆鉴定了魁蚶铁蛋白SbFer,并异源表达得到了重组SbFer。RT-PCR检测发现,在鳗弧菌刺激后,SbFer在魁蚶体内表达显著上升,说明SbFer作为一种免疫防御剂参与了宿主免疫防御。体外抑菌实验证实,SbFer对革兰阳性菌和革兰阴性菌均具有一定抑菌活性。随后,Zheng等[19]利用相似的方法鉴定出魁蚶中的锰超氧化物歧化酶SbMnSOD。异源表达得到重组SbMnSOD后体外抑菌实验发现,SbMnSOD同样参与了宿主免疫防御,并对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和藤黄微球菌有一定抑菌作用。

除抗菌活性蛋白外,人们也从魁蚶中发现了抗肿瘤蛋白。Xu等[20]从魁蚶中分离、纯化得到了一种相对分子量20538 Da,富含谷氨酸/谷氨酰胺、天冬氨酸/天冬酰胺和赖氨酸的抗肿瘤蛋白J2-C3。J2-C3对3种人源肿瘤细胞A549、HepG2和HT-29均有显著的抑杀作用,对人源肺癌细胞A549活性最好,IC50为65.57 μg/mL;其次是人源肝癌细胞HepG2和人源直肠癌细胞HT-29,其IC50分别为93.33和122.95 μg/mL。

此外,Jung等[21]从魁蚶中分离得到一种抗凝血蛋白。体外抗凝血实验证实,该抗凝血蛋白可以延长活化部分凝血酶时间(APTT),通过抑制凝血级联系统上的IX因子而非分解纤维蛋白发挥抗凝血作用。Shibata等[22]从魁蚶中分离得到一种39 kDa的天冬氨酸消旋酶,此酶可将L型天冬氨酸转变为D型。

1.3 泥蚶活性蛋白成分 最早关于泥蚶活性蛋白成分的研究是泥蚶凝集素的发现。凝集素是自然界广泛存在的糖蛋白或能和糖特异结合的蛋白,具有聚集血细胞的生物活性。二十世纪九十年代,Dam[23-25]运用亲和层析技术从泥蚶血浆中分离得到了3种血细胞凝集素Anadarin P、AFL和Anadarin MS。Anadarin P是一种相对分子量为130 kDa的半乳糖特异性血细胞凝集素,其中2个亚基以非共价键的形式聚合而成,可使兔血细胞凝集。当有半乳糖存在时,Anadarin P能够与D-半乳糖的C3、C4的羟基进行特异性结合,从而抑制Anadarin P[23]对血细胞的凝集。AFL[24]是一种少见的能与羟乙酰神经氨酸特异性结合的凝集素,该蛋白富含天冬氨酸、谷氨酸、赖氨酸和甘氨酸。Anadarin MS[25]是一种钙离子依赖型的凝集素,能够与肝素特异结合。血细胞凝集试验显示,Anadarin MS只能凝集兔血细胞,对人血细胞无效。随后,Adhya等[26]又从泥蚶血浆中分离得到了4种凝集素AGL-IA、AGL-IB、AGL-III和AGL-IV。其中AGL-IA、AGL-IB和AGL-IV均为半乳糖/乙酰半乳糖胺特异型凝集素,而AGL-III为具有溶血活性的凝集素。国内学者柯佳颖、陈寅山等[27-29]从泥蚶肌肉和血清中分离得到了2种凝集素TGL-m和TGL-h,并对其生物活性进行了研究。结果发现TGL-m和TGL-h均具有促进小鼠淋巴细胞转化的免疫调节功能。TGL-m和TGL-h对供试的5种细菌(金黄色葡萄球菌、甘薯薯瘟病原细菌、大肠杆菌、普通变形杆菌和八叠球菌)和3种真菌(啤酒酵母、玉米大斑病菌和稻瘟病菌)均有不同程度的抑制作用,且对真菌的抑制作用大于对细菌的抑制作用。

泥蚶中尚含有抗菌活性蛋白成分。王雪鹏等[30]对泥蚶血淋巴进行了抗菌分析,结果显示血淋巴对副溶血弧菌、大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌均有不同程度的抑菌作用。随后,王素芳等[31-32]对泥蚶血红蛋白进行了分离纯化,得到两种血红蛋白Tg-HbI和Tg-HbII。在对Tg-HbI和Tg-HbII的抗菌活性研究中发现,2种血红蛋白对革兰阴性菌大肠杆菌、恶臭假单胞菌具有较强的抑制作用,而Tg-HbI和Tg-HbII的抗菌作用与其具有过氧化物酶活性能够产生ROS有关。王娟娟等[31]将Tg-HbI和Tg-HbII酶解,对酶解产物进行抗菌活性筛选得到了6个抗菌肽F2-F7。所得抗菌肽对副溶血弧菌、溶藻弧菌和哈维氏弧菌具有显著的抑杀作用,MIC值在0.0120-0.200 mg/mL范围内,机制研究证明其通过破坏细菌内部结构而发挥杀菌作用。

泥蚶中含有抗肿瘤活性蛋白成分。姚如永等[33-34]从泥蚶中提取分离得到一种抗肿瘤蛋白组分:海生素。海生素对A549、K562、HepG2等多种肿瘤细胞均有抑制作用。随后,Lv等[35]从泥蚶中分离、纯化得到了一种抗肿瘤蛋白化合物D2-3。相对分子量为20.32 kDa,该化合物能够显著抑制A549、HepG2、HT-29和HeLa细胞,其中对HT-29细胞效果最好,IC50为25.4 μg/mL。

近年研究发现,泥蚶中存在金属代谢相关蛋白。Jin等[36]从泥蚶cDNA文库中鉴定出一种铁蛋白TgFER。Li等[37]使用相似方法从泥蚶中鉴定出一种锰超氧化物歧化酶TgMnSOD。两种蛋白均在泥蚶体内发挥代谢金属离子的功能。

2 蚶活性蛋白的药理作用

蚶的活性蛋白具有广泛的药理作用,迄今已报道的药理活性有抗肿瘤、抗菌、抗氧化、调节免疫、降血脂和降血糖等,但是除抗肿瘤蛋白和抗菌蛋白及其药理作用的研究取得了较大进展外,其他药理活性的研究,尚局限于粗提物部分。

2.1 抗肿瘤作用 姚如永等[34]首先对一种泥蚶抗肿瘤活性蛋白组分海生素进行了抗肿瘤活性研究。体外试验发现,海生素在0.25~1.0 g/L内,对A549和Ketr-3细胞的增殖和细胞内蛋白质合成均具有明显的抑制作用,能够将A549和Ketr-3细胞分别阻滞在G2~M期和G0~G1期。小鼠体内实验发现,海生素在100~400 mg/kg内,对小鼠S180和H22的抑瘤率分别达到29.35%~55.43%和26.87%~44.12%,可明显延长艾氏腹水瘤小鼠的生存时间。现代研究发现,作为一种程序性死亡,细胞凋亡与肿瘤的发生、发展与消退有密切的关系。细胞凋亡在肿瘤发生发展过程中主要起负调控作用,可以阻遏肿瘤细胞迅速生长[38]。Li等[39]研究了海生素通过细胞凋亡途径对K562肿瘤细胞的杀伤作用。研究发现,海生素能够阻滞K562细胞于G0/G1期和S期,通过下调抑制凋亡蛋白Bcl-2的表达,上调促进凋亡蛋白Bax的表达实现对K562肿瘤细胞的抑制,且具有剂量依赖性。结果尚显示,海生素能够通过凋亡途径发挥其对K562肿瘤细胞的抑制作用。随后,Li等[40-41]又探索了海生素对K562/ADM肿瘤耐药细胞的抑制作用。结果发现,海生素对K562/ADM细胞具有显著的抑制作用,且呈剂量依赖性。通过对凋亡途径关键蛋白、与肿瘤多药耐药相关的基因/蛋白的检测发现,在40 μg/mL剂量下,海生素能够明显下调p-糖蛋白、Bcl-2、mdr1、BCR/ABL和sorcin的表达,上调caspase-3的表达,从而诱导K562/ADM细胞凋亡。给药后肿瘤细胞的p-糖蛋白表达明显下调说明海生素可能通过抑制p-糖蛋白达到消除肿瘤细胞耐药影响,从而增强疗效。随后,Chen等[42]对海生素诱导人肝癌细胞BEL-7402凋亡进行了研究。结果表明,海生素能够明显抑制BEL-7402细胞增殖,通过显著上调Fas蛋白,激活caspase-8和caspase-3达到诱导BEL-7402细胞凋亡的目的。Xu等[43]研究了海生素对肾转移性肿瘤细胞OS-RC-2的抗肿瘤作用。结果表明,海生素通过抑制Ki67的表达,上调caspase-3的表达诱导了OS-RC-2肿瘤细胞的凋亡。

Hu等[4]对毛蚶活性蛋白组分P2抗肿瘤活性进行了研究。P2对HeLa和HT-29具有显著的抑制作用,IC50分别为11.43和13.00 μg/mL,但是对正常体细胞(L-02)没有细胞毒性。静脉给药下,小鼠的最大耐受剂量(MTD)为1 000 mg/kg。通过S180和H22移植瘤实验发现,P2对S180和H22移植瘤具有明显抑制作用,在7、21、63 mg/kg剂量下,抑瘤率分别为34.0%、45.8%、60.1%和26.4%、41.4%、46.4%。随后Hu[44]又进行了P2对HeLa细胞抗肿瘤作用的分子机制研究。结果表明,P2能够激发产生高水平的ROS进而激活内在线粒体途径、JNK1/2-p38-MAPK途径,抑制ERK1/2途径。此外,P2还通过下调细胞周期蛋白B1/cdc2的表达,上调p21的表达将HeLa细胞阻滞于G2/M期。付莹等[45]对毛蚶抗肿瘤蛋白提取物诱导HT-29细胞凋亡进行了研究。结果表明,毛蚶蛋白提取物可以引起HT-29细胞G2/M期阻滞,多核细胞增加,并具一定的诱导细胞凋亡作用;在50~100 μg/mL剂量下,能刺激小鼠巨噬细胞RAW264.7生长,增强其吞噬能力及NO分泌活性。最新研究表明[7,46],毛蚶蛋白提取物对人乳腺癌细胞MCF-7和人慢性髓原白血病细胞K562均有诱导细胞凋亡的作用。

2.2 抗菌作用 荆昭[14]研究发现,毛蚶3个血红蛋白亚基HbI、HbIIa和HbIIb具有抑菌活性。此外,毛蚶血红蛋白尚具有类酚氧化酶活性。进一步研究证实,毛蚶血红蛋白抑菌机制与血红蛋白类酚氧化酶活性有关。血红蛋白的类酚氧化酶活性能够产生ROS进而对细菌内部结构进行破坏起到抗菌的效果。随后,王素芳等[31]对泥蚶血红蛋白的研究进一步证实,蚶血红蛋白的抑菌活性与其自身类酚氧化酶活性有关。此外,Zheng等[18-19]分离得到的魁蚶锰超氧化物歧化酶SbMnSOD和铁蛋白SbFer均被发现参与了宿主免疫防御,具有抗菌活性。

2.3 抗氧化作用 自由基是一类具有非偶电子的基团或原子。在体内,活性氧自由基发挥免疫和信号传导等功能,但过多的活性氧自由基就会有破坏作用,导致人体正常细胞和组织的损坏,从而引起多种疾病。抗氧化剂能够清除体内过多的自由基,消除自由基带来的不良影响。刘思聪[47]分离得到了一种毛蚶抗氧化蛋白组分,体外实验结果表明,毛蚶蛋白对邻苯三酚自氧化体系产生的O2-和DPPH自由基皆有一定的清除作用,且随着样品浓度的增加,清除率上升,具有明显的量效关系。肖湘等对泥蚶抗氧化作用进行了研究,发现泥蚶肌肉、血液和内脏团提取物均有清除O2-、·OH、H2O2和抑制LPO的作用。

2.4 抗凝血作用 Jung等[21]在魁蚶中发现了抗凝血活性蛋白。体外抗凝血实验证实,该蛋白可以延长活化部分凝血酶时间(APTT)和脑磷脂诱导的凝血时间,20 μg抗凝血蛋白可使凝血时间延长5倍以上,但该蛋白不能分解纤维蛋白。通过对内源凝血途径关键因子进行研究,结果表明:魁蚶抗凝血蛋白抑制了凝血级联系统上的IX因子。因此,魁蚶抗凝血蛋白通过抑制内源凝血途径上的IX因子而非分解纤维蛋白发挥抗凝血作用。

2.5 抗疲劳作用 张永娟等[48]对泥蚶总蛋白抗疲劳作用进行了研究,结果发现:泥蚶总蛋白可明显延长小鼠负重游泳时间,显著降低运动后小鼠的 BUN 含量和 BLA 水平,提高了血红蛋白浓度、肝糖原与肌糖原水平及乳酸脱氢酶的活性。该结果提示泥蚶总蛋白具有良好的抗疲劳作用。

2.6 免疫调节作用 本研究组对毛蚶蛋白提取物(PEAS)的体外免疫作用进行了研究[49]。结果表明,PEAS能够显著增强小鼠腹腔巨噬细胞吞噬活性,促进小鼠脾淋巴细胞增殖,增强小鼠自然杀伤细胞(NK细胞)杀伤活性。同时,PEAS 能够促进脾淋巴细胞G0/G1期向DNA合成期(S期)转化。此外,PEAS还具有协同刀豆球蛋白(Con A)作用,能够增加γ干扰素(IFN-γ)的分泌,并且能够抑制白介素4(IL- 4)的分泌。研究证实,毛蚶蛋白提取物体外可促进小鼠腹腔巨噬细胞、脾淋巴细胞与NK细胞的免疫功能。其免疫调节机制可能与促进脾淋巴细胞 DNA合成,增加 IFN-γ的分泌量有关。

3 讨论与展望

近年来,从海洋生物中发现活性先导化合物已成为新药研发的热点领域之一[50]。与小分子化合物相比,海洋活性蛋白化合物具有生物活性高、特异性强、用药剂量小、毒副作用低等独特优势,因而得到了医药学界的广泛关注。海洋环境的复杂多变导致海洋物种加速进化丰富了基因多样性,进而造就了海洋生物代谢途径和机体防御系统的多样性,促使海洋生物分泌产生了丰富的结构新颖和功能独特的蛋白化合物。这些独特的化合物成为新药创制中先导化合物的重要来源。此外,结构生物学揭示海洋生物产生的蛋白多肽类化合物可以与哺乳动物及人的目标蛋白分子相互作用,天然蛋白多肽成为了人类生理病理基础研究中的“解码器”。因此,更好更快的发掘这些大自然慷慨馈赠的礼物成为当前研究的关键点。

蚶作为一种海洋中药,具有明确而广泛的功效,坚实的临床实践基础。但是,基于中医理论的现代药理研究和活性蛋白成分的研究才刚刚起步。目前,除了已经报道的三十余种功能蛋白因子外,得到鉴定的蚶活性蛋白成分并不多,其中研究较为明确的是抗肿瘤、抗菌蛋白及其药理作用,蚶活性蛋白成分的研究仍有很大的发展空间。因此,运用现代生化分离技术和分子生物学技术,加快对蚶活性蛋白进行系统深入研究,探讨其化学成分与生物活性之间的关系,将使蚶这一传统中药在现代医学体系中重现光辉,带来巨大的开发应用价值。

[1] 管华诗,王曙光. 中华海洋本草[M]. 上海:上海科技出版社,2009:238.

[2] 陶弘景. 名医别录[M]. 北京:中国中医药出版社,2013.

[3] Song L,Ren S, Yu R,et al.Purification,characterization and in vitro anti-tumor activity of proteins from Arca subcrenata Lischke[J].Mar Drugs,2008,6(3):418-430.

[4] Hu XJ,Song LY,Huang LJ,et al.Antitumor Effect of a Polypeptide Fraction from Arca subcrenata in Vitro and in Vivo[J].Mar Drugs,2012,10(12):2782-2794.

[5] Chen L, Song L, Li T,et al.A new antiproliferative and antioxidant peptide isolated from Arca subcrenata[J].Mar Drugs,2013,11(6):1800-1814.

[6] 冯婷,田家鑫,李子木,等.毛蚶水提物对人肿瘤细胞生长的抑制作用研究[J].中国海洋药物,2013,32(3):40-50.

[7] 付莹,赵晨,常振战,等.毛蚶抗癌蛋白对人乳腺癌细胞MCF_7的生长抑制作用[J].癌变·畸变·突变,2015,27(6):415-421.

[8] 王勇,杨静,孙珣,等.毛蚶提取物的抗氧化活性分析[J].中国海洋药物,2008,27(3):11-15.

[9] 吴思聪,张哲绚.毛蚶清除氧自由基作用的研究[J].现代食品科技,2010,26(3):238-242.

[10] 肖湘,高文丽,俞丽君,等.毛蚶超氧化物歧化酶的纯化、部分性质与修饰[J].中国海洋药物,2001,81(3):43-47.

[11] Song L, Li T, Yu R,et al.Antioxidant activities of hydrolysates of Arca subcrenata prepared with three proteases[J].Mar Drugs,2008,6(4):607-619.

[12] 李婷菲,叶斌,宋丽艳,等.毛蚶碱性蛋白酶水解物中两种抗氧化肽的分离纯化[J].中药材,2014,37(7):1140-1145.

[13] 张亚南.毛蚶(Scapharca kagoshimensis)血红蛋白的类酚氧化酶活性及其cDNA克隆的研究[D].中国海洋大学,2009.

[14] 荆昭.毛蚶(Scapharca kagoshimensis)血红蛋白的类酚氧化酶性质及其抗菌活性研究[D]. 中国海洋大学,2011.

[15] Li M, Zhu L, Zhou CY,et al.Molecular characterization and expression of a novel big defensin (Sb-BDef1) from ark shell,Scapharca broughtonii[J].Fish Shellfish Immunol,2012,33(5):1167-1173.

[16] Mao Y, Zhou C,Zhu L,et al.Identification and expression analysis on bactericidal permeability-increasing protein (BPI)/lipopolysaccharide-binding protein (LBP) of ark shell,Scapharca broughtonii[J].Fish Shellfish Immunol,2013,35(3):642-652.

[17] 李伟,金桥,姬文婷,等.魁蚶防卫素分离纯化及其抑菌作用的研究[J].食品工业科技,2010,31(9):125-128.

[18] Zheng L, Liu Z, Wu B,et al.Ferritin has an important immune function in the ark shell Scapharca broughtonii[J].Dev Comp Immunol,2016,59:15-24.

[19] Zheng L, Wu B, Liu Z,et al.A manganese superoxide dismutase (MnSOD) from ark shell,Scapharca broughtonii:Molecular characterization,expression and immune activity analysis[J].Fish Shellfish Immunol,2015,45(2):656-665.

[20] Xu J, Chen Z, Song L,et al.A new in vitro anti-tumor polypeptide isolated from Arca inflata[J].Mar Drugs,2013,11(12):4773-4787.

[21] Je Jae-Young,Jung Won-Kyo,Kim Hee-Ju,et al.A novel anticoagulant protein from Scapharca broughtonii[J].J Biochem Mol Bio,2002,35(2):199-205.

[22] Takashi WKS,Hiroyuki Y,Katsumasa A.Purification and characterization of aspartate racemase from the bivalve mollusk Scapharca broughtonii[J].Comp Biochem Physiol B,2003,134(1):307-314.

[23] Manju STKD,Jharna G,Amalesh C.A novel galactosyl-binding lectin from the plasma of the blood clam,Anadara granosa (L) and a study of its combining site[J].Mol Cell Biochem,1992,117(1):1-9.

[24] Manju STKD,Jharna G,Amelash C.Purification and partial characterization of a N-Glycolyneuraminic acid specific lectin from the clam Anadara granosa (L)[J].Biochem Bioph Res Co,1993,196(1):422-429.

[25] Purnima BTKD,Manju S,Jharna G,et al.Purification and partial characterization of a heparin-binding lectin from the marine clam Anadara granosa[J].Biochem Bioph Res Co,1994,203(1):36-45.

[26] Adhya M, Singha B.Gal/GalNAc specific multiple lectins in marine bivalve Anadara granosa[J].Fish Shellfish Immunol,2016,50:242-246.

[27] 柯佳颖,陈寅山,戴聪杰.泥蚶肌肉凝集素的分离纯化及部分性质[J].泉州师范学院学报(自然科学),2008,26(2):35-41.

[28] 柯家颖,陈寅山,戴聪杰.泥蚶凝集素的抑菌作用和免疫学研究[J].海洋科学,2010,34(11):101-107.

[29] 陈寅山,柯佳颖,饶小珍.泥蚶血淋巴液凝集素的分离纯化及其性质研究[J].分子细胞生物学报,2006,39(5):453-462.

[30] 王雪鹏,张鑫,张玲.泥蚶血淋巴抗菌活性分析[J].山东畜牧兽医,2011,32(12):1-2.

[31] 王娟娟,包永波,王素芳,等.泥蚶血红蛋白异源四聚体酶解多肽抗菌活性及其机理研究[J].海洋学报,2015,37(12):106-116.

[32] 王素芳,包永波,施淼江,等.泥蚶血红蛋白的制备及其抗菌活性研究[J].海洋学报,2014,36(12):67-74.

[33] 姚如永,初晓,张玉江,等.泥蚶提取物_海生素抗肿瘤作用的实验研究[J].中国海洋药物,2005,24(1):33-37.

[34] 姚如永,初晓,陈守国,等.海洋泥蚶多肽抗肿瘤作用的实验研究[J].中国药学杂志,2006,41(11):868-871.

[35] Lv S, Gao J, Liu T,et al.Purification and partial characterization of a new antitumor protein from Tegillarca granosa[J].Mar Drugs,2015,13(3):1466-1480.

[36] Jin C, Li C, Su X,et al.Identification and characterization of a Tegillarca granosa ferritin regulated by iron ion exposure and thermal stress[J].Dev Comp Immunol,2011,35(7):745-751.

[37] Li C, He J, Su X,et al.A manganese superoxide dismutase in blood clam Tegillarca granosa:molecular cloning,tissue distribution and expression analysis[J].Comp Biochem Physiol B Biochem Mol Biol,2011,159(1):64-70.

[38] 宋旭红. 细胞凋亡与抗肿瘤[J]. 新疆医科大学学报, 2003, 26(4): 409-411.

[39] Liu Ji-Zhu,Li Guang-Yao,Yu Xiao-Min,et al.Effect of a Seashell Protein Haishengsu on Cell Growth and Expression of Apoptosis Genes in Leukemia K562 Cells[J].Clin Investig Med,2008,31(4):218-221.

[40] Li GY, Liu JZ, Chen SG,et al.Tegillarca granosa extract Haishengsu inhibits the expression of P-glycoprotein and induces apoptosis in drug-resistant K562/ADM cells[J].Pharm Biol,2010,48(5):529-533.

[41] Liu JZ,Li GY,Zhang B,et al.Tegillarca granosa extract Haishengsu (HSS) suppresses expression of mdr1,BCR/ABL and sorcin in drug-resistant K562/ADM tumors in mice[J].Adv Med Sci,2013,58(1):104-111.

[42] Chen X,Han Y,Zhan S,et al.Tegillarca granosa extract Haishengsu induces apoptosis in human hepatocellular carcinoma cell line BEL-7402 via Fas-signaling pathways[J].Cell Biochem Biophys,2015,71(2):837-844.

[43] Xu W, Kong X, Jiang C,et al.The anti-tumor effect of a polypeptide extracted from Tegillarca granosa Linnaeus on renal metastatic tumor OS-RC-2 cells[J].Arch Med Sci,2015,11(4):849-855.

[44] Hu X, Zhang Z, Liu T,et al.Polypeptide fraction from Arca subcrenata induces apoptosis and G2/M phase arrest in HeLa Cells via ROS-mediated MAPKs pathways[J].Evid Based Complement Alternat Med,2015,2015:930249.

[45] 付莹,冯婷,赵晨,等.毛蚶蛋白抗肿瘤活性研究[J].癌变·畸变·突变,2015,26(6):412-418.

[46] 赵晨,付莹,林华英,等.毛蚶抗癌活性蛋白对K562细胞增殖和凋亡的影响[J].中国毒理学与药理学杂志,2016,30(3):221-228.

[47] 刘思聪. 毛蚶天然多肽提取纯化及其体外抗氧化能力和抑制肿瘤活性的初步研究[D]. 济南:中国海洋大学,2013.

[48] 张永娟,吕学军,张大勇.泥蚶总蛋白抗疲劳作用研究[J].食品研究与开发,2010,31(8):183-185.

[49] 黄演君,宋丽艳,于荣敏.毛蚶多肽提取物的体外免疫活性[J].中国生化药物杂志,2011,32(4):273-276.

[50] Newman DJ,Cragg GM.Marine-sourced anti-cancer and cancer pain control agents in clinical and late preclinical development[J].Mar Drugs,2014,12(1):255-278.

(编校:吴茜)

StudiesonbioactiveproteinsandpharmacologicalactivitiesofArca

LI Chun-lei, ZHU Jian-hua,SONG Li-yan,YU Rong-minΔ
(College of Pharmacy, Ji’nan University, Guangzhou, China)

Arcagenus, such asArcasubcrenata,A.inflateandA.granosahave been used as edible Chinese materia medica obtained from sea, contains ample functional protein components that exhibit various pharmacological activities (antibacterial, antioxidant and anticancer activities, etc.). The present review summarized the recent research progress by our research group and other scientists in the world on bioactive protein and its pharmacological activities. This article would provide a valuable information for further research and development ofArcagenus.

bioactive protein;Arcasubcrenata;Arcainflate;Arcagranosa; pharmacological activities

10.3969/j.issn.1005-1678.2016.10.046

国家自然科学基金(81503303;81374015)

李春磊,男,硕士在读,研究方向:中药生物技术和中药现代化,E-mail:lcl992@hotmail.com;于荣敏,通信作者,男,博士,教授,研究方向:中药生物技术,E-mail:tyrm@jnu.edu.cn。

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