海洋生物中分离出来的活性物质的研究进展

海洋生物中分离出来的活性物质的研究进展
蔡增增 04081123 温州大学生命与环境科学学院
海洋中的生物种类繁多, 资源极其丰富, 而且生物链基本健全, 再生能力强, 每年全球海洋浮游生物产量约5000亿, 近10多年来, 全世界每年从海洋获取的鱼、虾、贝、藻已达8千多万吨。海洋生物长期处于海水这样一个特异的闭锁环境里, 在进化过程中产生了与陆上生物不同的代谢系统和机体防御系统, 因此海洋生物中蕴藏着许多功能特异、结构新颖的生理活性物质, 从海洋生物中分离鉴别出近5000种新型的生理活性物质, 主要为肽类、生物碱类、萜类、大环聚脂类、聚醚类、多糖类、多烯类不饱和脂肪酸等化合物。因此, 应当充分利用海洋生物资源, 开发海洋生物活性物质, 这是实现海洋生物资源可持续性发展重要途径之一[1]。
在过去，已经有不少人对海洋生物的活性物质进行过研究了。
一、海洋生物活性肽
生物活性肽是介于氨基酸与蛋白质之间的分子聚合物, 它小至由两个氨基酸组成, 大至由数百个氨基酸通过肽键连接而成, 具有十分重要的生物学意义。生物活性肽的生物学意义主要体现在其吸收机制优于氨基酸和具有氨基酸不可比拟的生理功能两个方面, 其生理功能主要有类吗啡样活性、激素和调节激素的作用, 对生物体内的酶具有调节和抑制功能, 改善和提高矿物质运输和吸收, 抗细菌和病毒,提高免疫力, 抗氧化, 清除自由基等。
林伟锋[2]等人曾经研究过海洋生物活性肽的制备方法，并对其进行了比较。海洋生物活性肽的制备方法和途径有两条：一是从海洋生物体中提取其本身固有的各种天然活性肽类物质；二是通过海洋蛋白质资源水解的途径获得具有各种生理功能的生物活性肽。直接提取法制备海洋生物活性肤, 就是应用各种分离纯化技术, 直接从自然界生物体中把生物体本身所含有的各种生物活性肽提取出来。然而, 应用直接提取分离法制备生物活性肽难以实现大规模工业化生产, 而且其生产成本又高, 同时也受到资源限制。另外, 应用这种方法提取制备生物活性肽必然需要使用大量的有机溶剂, 这些有机溶剂将造成对环境的污染, 也将导致所提取的生物活性肽中存在有机溶剂残留而带来毒性等问题。在蛋白质的多肽链内部可能普遍存在着功能区, 特别是海洋蛋白质资源, 基于生长环境的特异性, 其多肽链中存在功能、结构新颖的活性片段, 这就说明蛋白质本身是生物活性肽的前体, 选择合适的蛋白酶水解这些多肽链, 把具有生物活性的肽片断释放出来, 从而可制备出具有各种各样生理功能的生物活性肽。
从

海洋动物提取的化合物有 10 ％ 具有抗癌活性，海洋植物提取物有 3.5 ％ 具有抗癌和细胞毒活性[3]。其中抗癌多肽具有活性高、稳定性好等特点。
凌海军[4]对海洋生物活性肽抗肿瘤进行过研究。海兔抗癌肽:海兔体内存在着许多种结构独特、生理功能各异的次生代谢产物,如萜类、毒素、淄体、大环内酯及肽类等,其中肽类化合物尤为引人注目。 它们的抗癌活性很高,是目前已知来源的抗肿瘤剂中活性最强的一类,但合成困难(最近还在改进) ,影响了它的医学发展。海绵抗肿瘤肽：人们从海绵中发现了大量的具有抗肿瘤、抗细菌、抗病毒(含HIV 病毒) 、抗污损能力、抗真菌活性以及有特定的酶抑制剂活性的物质。鲨鱼抗癌肽：1984 年,研究证实,存在一种抑制肿瘤新生血管形成的生物活性多肽物质,而鲨鱼软骨是这种生物活性多肽类物质的主要来源。新生肽：鱼蛋白酶解产物里含有各种不同小分子活性肽,部分鱼类提取的小分子活性肽具有抗肿瘤的效果。
Pettit 等[5]从海兔中分离到一系列含量很低的小分子肽 dolastatins 1~15，其抑制癌细胞的活性很高，是目前已知来源的抗肿瘤制剂中活性最强的一类。其中尤以 dolastatin 10 最具有医学发展潜力，已经进入临床试验。Herne 等比较了 dolastatin 10 与 dolastatin 15 对人卵细胞与结肠癌细胞的抑制活性和药代动力学特性，发现前者的平均活性比后者大 9.1 倍，且前者比后者的体内半衰期长 1.6 倍。
二、海洋生物活性多糖
海洋药物来自海洋中的药用生物,存在着大量的、具有各种独特性质的生理活性天然产物,其特异的化学结构是陆生天然活性物质无法比拟的,许多新化学结构是陆生生物所没有的,具有显著的药理作用。多糖是其中一大类海洋生物活性物质,由各种海洋生物中分离的多糖,从来源可分为海洋动物多糖、海洋植物多糖、海洋微生物多糖,已证明具有各种各样的生物活性,具有药用功能。海洋多糖类物质具有药用功能,如抗肿瘤、抗病毒、抗心血管疾病、抗氧化、免疫调节等。
海洋生物中分离的多糖能通过多种途径防治心脑血管疾病。如：降低血糖、血脂，清除自由基，抗凝、抗栓，抗心率失常等。从海带(Laminaria japonica (Aresh))中提取的岩藻半乳多糖硫酸酯，口服能使四氧嘧啶所致的高血糖症小鼠血糖下降76.2%，腹腔注射, 对正常小鼠和高血糖症小鼠的降血糖率为68.5%, 52.8%,且可在24 h维持降糖作用[6]。浒苔（Enteromopha prolifera）多糖具有显著降血脂作用,可使高胆固醇血症小鼠血清胆固醇下降22%，可使高血脂症大鼠的总胆固醇和甘油三脂分别下降58%, 61%，同时能提高血清超氧化物歧化酶(SOD)活力，降低

过氧化脂质(LPO)的含量[7]。鼠尾藻(Sargassum thunbergii)多糖、褐藻多糖等具有显著的清除自由基能力，可有效预防心脑血管疾病[8 ]。甘糖酯是在褐藻双酯钠（PSS）基础上研制的一种类肝素药物，是一种低抗凝活性的抗栓药物。给普通及高脂饲料饮食的大鼠口服甘糖酯，能显著延长电流刺激引起的颈总动脉血流栓塞时间，用于防治动脉粥样硬化引起的心机梗塞及脑血栓形成[9 ]。鲨鱼软骨多糖能发挥抗凝血酶样抗凝血作用，机制与肝素类似。壳聚糖和羧甲基甲壳胺有抗心率失常作用。从离子通道角度探讨其机制，发现二者分别能阻滞豚鼠单一心室肌细胞的钾离子通道和钙离子通道，进而发挥扩张动脉、松弛血管平滑肌、抗心率失常等作用[10]。
多糖类物质具有广谱的免疫调节活性，并能通过免疫调节作用发挥多种生理活性。羊栖菜(Sargassum fusiforme (Setch))多糖的抗小鼠P38 8 肿瘤活性与其增强红细胞免疫功能密切相关，其机制是降低红细胞膜LPO 的含量，抑制红细胞膜蛋白与收缩蛋白交链高聚物的形成，增加膜封闭度和唾液酸含量,增强红细胞膜SOD 、过氧化氢酶（CAT ）活力等[11]。Sogawa 等从海洋微藻Dinoflagellate gymnodinium sp. A3 中分离的多糖，体外10 mg/L浓度能全部抑制白血病K562细胞的端粒酶活性[11].硫酸化多糖是抗HIV等病毒的新型药物，疗效显著，已引起科学家们的广泛关注。从海洋生物中分离的多糖往往具有高度硫酸化的特点，是开发抗病毒特别是抗HIV 的重要资源[12]。
虽然对海洋生物活性物质已经开展了大量研究,但进入临床应用的还不多。主要原因是对海洋药用生物资源的开发缺乏系统性,也存在资金投入不足的因素。对此,必须强调多学科联合,充分调动海洋生物学、药理学、化学、病毒学等各科力量,形成共识,对发现的海洋活性物质及时进行构效研究,利用人工合成其类似物的方法进行改造和修饰,从而降低化合物毒性,提高药物的选择性。活性肽与多糖类物质的研究是后起之秀,正处在发展时期,正从一般药效学向作用机制深入;由细胞水平向分子水平、基因水平深入。



参考文献：
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