章鱼活性物质研究综述

宁波大学答题纸
（2011—2012学年第2学期）
课号：131A02AA1 课程名称：科技论文写作与文献检索改卷教师：黄晓春
学号：106050065 姓名：吴凯得分：
章鱼活性物质研究综述
吴凯
（宁波大学海洋学院浙江宁波 315211）
摘要：章鱼又名八爪鱼，长章，短脚章，坐峭，石吸，望潮，章干，八带鱼等，
是软体动物门，头足纲，八腕目动物的通称，全部生活在海洋里，并次生地适于海
底潜居的生活。

本文综述的概括了两种章鱼体内的活性物质——章鱼胺和牛磺酸的
研究进展。

关键词：章鱼章鱼胺牛磺酸
Octopus active substances Review
Wu Kai
（Marine Institute of Ningbo University, Ningbo 315211）
Abstract：Octopus, also known as octopus, long chapter, short feet chapters, sitting steep, stone smoke, Wang Chao, Zhang dry, octopus, etc., is a generic term for Mollusca, the cephalopods Octopoda animals, all lifesuitable the seabed potential home life in the oceans, and secondary. The review of this article summarizes the research progress of the two active substances of the Octopus body - octopamine and taurine.
Keywords: Octopus octopamine taurine
引言
章鱼胺在无脊椎动物神经组织中可作为神经递质、神经激素或神经调节剂, 它对昆虫的取食、迁飞和繁殖等生理过程起调节作用，同时，章鱼胺给亿万肥胖症和Ⅱ型糖尿病患者带来福音，而章鱼胺的提取又为海洋生物资源的综合利用开辟一条可持续发展的道路；章鱼含有丰富的蛋白质、矿物质等营养元素，并还富含抗疲劳、抗衰老，能延长人类寿命等重要保健因子—天然牛磺酸。

通过对这些的研究，可以让我们更好的了解章鱼，让其为我们创造更高的价值。

1章鱼胺研究进展
1.1章鱼胺简介
章鱼胺（octopamine，简称OA，别名：奥克巴胺、真蛸胺）是脊椎动
物激素去甲肾上腺素的一个同类物，具有对-羟苯-β-羟乙胺的化学结构，分子式为C8H11NO2，分子量为153.176。

章鱼胺是一种海洋生物活性物质，为微黄色粉末状，最早是1951由前苏联科学家Espamer和Boretti在真蛸的唾液腺体中发现而得名。

它是一种防治肥胖症和Ⅱ型糖尿病的β3-肾上腺素受体激动剂，对激活胰岛素释放敏感性而发挥作用；具有调节人体新陈代谢、保持血糖平衡、抑制食欲、提高注意力等特殊的药理作用和生理功能，是目前防治肥胖症和Ⅱ型糖尿病的无毒无害、安全可靠的天然海洋活性物质。

章鱼胺存在于多种动物组织中。

是某些无脊椎动物的主要神经传递物质，在各种昆虫中央神经系统中普遍存在。

激活章鱼胺受体，能使昆虫肌肉收缩。

1.2章鱼胺的作用机理及其受体的研究进展
一系列生物实验表明,章鱼胺的存在及含量的变化对各种昆虫的生长和行为具有显著的生物效应。

据最近的一些研究结果推测,章鱼胺极可能与保幼激素(JH)、前胸腺激素( PTT H)等物质有共同协助作用,它还可能影响保幼激素酯酶( JHE),并进而JH含量产生变化;蜕皮激素含量也可能受章鱼胺的影响。

章鱼胺受体是仅存在于无脊椎动物体中的非肽键型受体。

以章鱼胺为先导化合物探索合成章鱼胺的激动剂或促进章鱼胺分泌的物质,有可能获得控制昆虫行为的目标分子。

近年来,利用这个靶标来进行新型、高选择性、安全的昆虫调节剂的探索工作较为引人注目。

章鱼胺在昆虫体内的功能主要是作为:1)神经递质,可控制内分泌或光器官;2)神经激素, 可诱导脂类和碳水化合物的移动;3)神经调节剂,可影响运动类型、栖息甚至记忆,还可作用于各种肌肉、脂肪体和感觉器官的末梢。

1.2.1章鱼胺的神经效应与代谢
对几类昆虫的初步研究结果表明, 大多数章鱼胺受体神经元系统在释放章鱼胺时保持稳定,并且与Ca2+系统密切相关。

根据神经节特异性差别推测,章鱼胺受体系统中应该存在高度的片段化结构。

北京大学张宗炳教授和他的研究小组发现,酪氨(Ty ramine )是章鱼胺生物合成中的前体,该反应由多巴胺-羟化酶催化,而酪胺系由酪氨酸去羧化反应生成。

与生物合成不同,章鱼胺等生物胺在昆虫体内的代谢途径与在脊椎动物体内明显不同。

例如在龙虾( lobster ) 的组织中不存在单胺氧化酶或查尔醇邻甲基转移酶, 胺类被各种不同组织吸收后, 再转化成单个或两个共轭产物, 其中包括一个硫酸盐。

多巴胺和5-羟色胺在龙虾组织中的代谢与此类似。

有证据表明,当受到外界刺激时,章鱼胺从某个不明源释放至血清中。

章鱼胺可影响昆虫飞翔,主要是由于昆虫起飞后的最初几分钟内,章鱼胺加速了某些脂肪酸的代谢转化。

1.2.2章鱼胺在昆虫体内的作用机制
章鱼胺主要作为神经递质,其作用包括环腺苷酸和肌醇三磷酸(IP3)细胞内
第二信使的产生。

外界刺激(如化合物)与细胞表面受体部分接受后,主要通过膜上G 蛋白,偶联激活同样处于膜上的酶或离子通道,产生第二信使(胞内信使),以完成跨膜信号转换,最终导致细胞反应。

最早发现的第二信使是cAMP,它的产生是在腺苷酸环化酶(Adenylate Cy clase,AC)催化下,由ATP脱去一个焦磷酸形成的。

细胞内微量的cAMP(仅为ATP的千分之一)在短时间内迅速增加数倍以至数十倍,
从而形成胞间信号。

而cAMP信号在环核苷酸磷酸二酯酶(cAMPPDE)催化下水解,产生5′-AMP,将信号灭活。

胞内信使cAMP 产生以后,主要通过蛋白质磷酸化作用继续传递信息,由依赖cAMP的蛋白激酶(PKA)将代谢途径中的一些靶蛋白中的丝氨酸或苏氨酸残基磷酸化,将其激活或钝化。

这些被共价键修饰的靶蛋白往往是一些关键性调节酶或重要功能蛋白,因而可以介导胞外信息,调节细胞反应。

1.2.3章鱼胺受体系统的应用前景
已经发现了几类章鱼胺受体激动剂的化学结构。

杀虫脒的代谢产物去甲基杀虫脒是比其本身强的激动剂。

类似的发现还有硫脲类杀螨隆,其代谢的碳化二亚胺形式可更强地激活腺苷酸环化酶。

一些口恶唑啉(如AC-6)、咪唑啉(如NC-5)、噻唑啉也是章鱼胺受体的部分激动剂。

Downer研究小组开发的二氢口恶二嗪类化合物如D-5281具有与章鱼胺类似的三维空间构型,对一些烟草蚜虫、螨类、水稻蚤类具有显著杀虫效率并在开发之中。

以章鱼胺为研究对象,开发新农药有以下几点益处:首先章鱼胺通过第二信使系统可把一个极弱的信号放大,使用一定浓度的激动剂引起的微小变化就可能变得非常敏感。

章鱼胺等生物胺的生理反应可持续几分钟,这就使少量神经传递物质在这段时间可产生最大的效应。

无论是神经传导、分泌或抑扬调节过程中这种机制都可能产生高效能。

其次章鱼胺的生理反应可能通过刺激与激动剂作用的受体邻近部位而发生,如上皮组织的背面等。

总之, 对章鱼胺及章鱼胺受体系统的开发研究具有非常诱人的魅力和前景。

1.3章鱼胺的提取研究
由于受技术和设备限制，长期以来国外都用化学合成法生产的价格高昂的章鱼胺（500元/克），国内外至今未见有关实现工业化生产的报道，尤其是纯物理膜分离法提取章鱼胺的先例。

因此，从水产品鱼类、贝类、甲壳类、头足类章鱼及其下脚料中提取生物活性高的纯天然章鱼胺是世界各国专家学者长期研究的前沿课题。

厦门东海洋食品厂自有膜分离设备为平台，成功地从真蛸（octopus vulgaris，俗名：真章）下脚料中提取纯度高达96%的天然章鱼胺，从此结束了国内外无天然章鱼胺的历史。

设备及工艺流程：真蛸下脚料粉碎→稀释浆液→固液分离→一级陶瓷膜微滤分离→二级卷式膜超滤分离→反渗透浓缩→大孔树脂吸附纯化→乙醇洗脱→真空冷冻干燥→纯化→天然章鱼胺粉末。

1.3.1膜分离技术优点
水产品下脚料成分异常复杂，尤其是章鱼，有许多未知物，悬浮物含量高，严重影响微滤、超滤膜通量，膜污染较严重。

膜污染后滋生细菌，造成对章鱼胺的损失。

且物料中盐浓度、色素含量还比较高，对反渗透膜浓缩操作造成压力。

这些都是还值得探究的工艺。

但是膜分离技术的优点却是有目共睹：
1.采用先进的微滤膜和超滤膜分离技术，整个过程不添加任何化学物品，为纯物理分离提取，不引入有毒有害物质，能较大程度保持产品纯度。

2.利用膜分离设备，在提取过程中，去除杂质（Na+、Cl-、SO42-等）、类脂类、碳水化合物类和一些色素杂蛋白等。

在不引入有机溶剂和无机盐的前提下，可以定向的以分子量大小为标准进行机械的分离，不会对有用的部分造成损失。

3.膜法反渗透浓缩比高温喷雾蒸发的方法节能，已经得到公认，而且还有一个好处就是常温下操作，可以保护活性分子不受破坏。

4.大孔树脂离子交换纯化技术，与其它方法相比，具有工艺简单、适应性强，分离效果好、生产成本低，在各种生物活性物质的分离纯化中已得到了广泛的研究和应用，在实验室和规模生产上均已取得成功，是一种最有实用价值的提取分离方法。

2 牛磺酸研究进展
2.1 牛磺酸简介
牛磺酸（Taurine）又称β-氨基乙磺酸，最早由牛黄中分离出来，故得名。

纯品为无色或白色斜状晶体，无臭，牛磺酸化学性质稳定，不溶于乙醚等有机溶剂，是一种含硫的非蛋白氨基酸，在体内以游离状态存在，不参与体内蛋白的生物合成。

牛磺酸虽然不参与蛋白质合成，但它却与胱氨酸、半胱氨酸的代谢密切相关。

人体合成牛磺酸的半胱氨酸亚硫酸羧酶（CSAD）活性较低，主要依靠摄取食物中的牛磺酸来满足机体需要。

2.1.1牛磺酸生理用途
促进婴幼儿脑组织和智力发育；提高神经传导和视觉机能；防止心血管病；影响脂类的吸收；改善内分泌状态，增强人体免疫；影响糖代谢；抑制白内障的发生发展；改善记忆的功能；维持正常生殖功能等。

2.1.2牛磺酸药用功能
强肝利胆作用：豚鼠实验表明，牛磺酸可解除胆汁阻塞，呈利胆作用；解热与抗炎作用：牛磺酸可能通过对中枢5-ht系统或儿茶酚胺系统的作用降低体温；降压作用；强心和抗心律失常作用；降血糖作用；牛磺酸有松弛骨骼肌和拮抗肌强直的作用。

2.2牛磺酸对急性染锰大鼠空间学习记忆能力的改善作用
陆彩玲，吴元桢等人研究了急性染锰后大鼠学习能力的变化状况，结果表明：急性染锰后大鼠学习能力出现显著下降，记忆能力也略有降低。

并且锰暴露后即便脱离染毒环境如不予以有效干预学习记忆能力依然不能自主恢复而改变锰的既定毒效，且有可能较脱离初期更严重，这可能与锰不断累积于脑组织且一旦进入难以清除有关。

随着对学习记忆研究的深入，认为该生理过程涉及大脑高级神经中枢特定的解剖部位、神经环路及神经递质。

大鼠空间航行记忆能力依赖于海马结构并与胆碱能神经递质相关。

牛磺酸是一种具有多种生理功能并能在中枢神经系统中发挥重要作用的一
种化合物。

临床上牛磺酸已广泛用于老年痴呆和老年神经异常等多种疾病的治疗。

而有研究认为，牛磺酸本身对学习记忆并无改善作用，但能有效地对抗各种诱导学习记忆障碍的化合物如戊巴比妥钠和亚硝酸钠等物质导致的学习记忆能力损伤。

研究表明：牛磺酸能改善锰诱导的空间学习能力下降，这可能部分与牛磺酸对胆碱能神经系统的疗效有关。

但牛磺酸预防和治疗对乙酰胆碱系统改变可能存在时程差异，即牛磺酸预防性给予时主要显示下调AChE 活力，减少ACh 分解，而锰暴露后牛磺酸的治疗性给予则上调ChAT 活力增加ACh 合成，最终达到提高
体内ACh 含量，增强神经突触的兴奋从而改善学习记忆能力。

2.3牛磺酸与高血压病的关系研究
人体组织牛磺酸是甲硫氨酸或半胧氨酸在体内代谢产物,它也可直接
由膳食摄取。

近来,通过对含硫氨基酸的研究,人们发现,牛磺酸有改善血管壁弹性,抑制或调节交感或副交感神经功能,可影响细胞膜对Na+ ，Ca++的转运因,正性心肌收缩及抗心律不齐,调节渗透压,抗动脉粥样硬化等。

尤其Noyriyuki报导，用牛磺酸饲易卒中自发性高血压大鼠和自发性高血压大鼠可以控制大鼠卒中的发生, 并降低血压。

因而引起了人们对牛磺酸的极大兴趣。

尿牛磺酸的排泄量与组织牛磺酸的代谢存在密切联系, 尿牛磺酸可反映组织牛磺酸的量。

根据龚邦强，黄友文等的新疆三民族尿牛磺酸与高血压关系的研究表明：动物蛋白食入越多, 尿牛磺酸排量越大, 血压也越高。

提示牛磺酸在体内可能起升压作用。

2.4章鱼下脚料中提取牛磺酸的研究
牛磺酸又名牛胆酸，具有抗氧化、抗病毒、缓解疲劳和保肝护肝等活性，已被大量地应用于食品、医药等行业，是婴幼儿、运动员和飞行员专用食品的优质添加剂。

作为食品添加剂，从天然产物中提取的牛磺酸因其绿色环保而较化学合成品更受青睐。

以章鱼的下脚料为原料，采用正交实验设计对天然牛磺酸的提取工艺进行优化，为综合利用投足类下脚料提供了新的方法。

通过预实验，大致了解提取牛磺酸所需的温度，PH与时间；再通过正交实验，设计不同梯度的温度，PH与时间，采用L9(34)正交设计表进行正交实验。

董寰，廖雪燕等的研究表明：正交试验设计提取章鱼下脚料中牛磺酸，方法准确、可靠，适于牛磺酸含量的测量。

标准曲线的相关系数为0. 9964，得到最适提取工艺条件为温度70℃，pH 为5.0，提取时间2h。

在此条件下，章鱼下脚料的牛磺酸提取率为201.6 mg/100g。

3 结论
通过对章鱼生物活性物质的研究,生产高效的海洋药物和保健食品无疑是实现章鱼水产品资源综合利用有效途径。

到目前为止，章鱼仍是未被充分利用的最丰富的海洋资源之一，据FAOUN,1984YEAR BOOK OF FISHERY STATISTICS基础资料显示：全球每年章鱼产量约150万吨，在精加工过程中约产生50% 的副产品包括眼窝、尾尖、内脏等废弃物，可从中提取对人类特别有用的海洋活性药品数十种，例如其中章鱼肉碱含量为3.2%，其市场价格每毫克7 元钱，是一笔不可估量的数目，远远超过章鱼可食用部分价值上百倍。

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