劉學貴 卞珺 高品一 李丹琦
摘要:本文從錦燈籠多糖的相對分子質量、單糖組成分析和糖苷鍵的連接位置,綜述了目前已報道的錦燈籠多糖的結構,并從免疫增強、抗氧化和降血糖等方面介紹了錦燈籠多糖的生物活性,最后對錦燈籠多糖的研究和開發(fā)利用進行了展望。
關鍵詞:錦燈籠多糖;結構特征;生物活性
中圖分類號:Q946;R285 文獻標識碼:A DOI編號:10.14025/j.cnki.jlny.2019.04.018
錦燈籠[Physalis alkekengi L.var.franchetii(Mast。)Makino]是一種茄科酸漿屬的多年生草本植物,廣泛分布于我國的東北地區(qū)。自古以來錦燈籠就是一種藥用植物,其全草都可入藥,在《神農百草經(jīng)》和《本草綱目》均有記載?,F(xiàn)在已被2015版的藥典收錄,用于治療咳嗽、痰多、咽炎、喉嚨痛、排尿困難、天皰瘡和濕疹。其藥理活性的研究表明,該植物的粗提物和活性成分具有多種藥理作用,如抗炎、抑制腫瘤細胞增殖、抗菌、利尿、抗糖尿病、抗哮喘、免疫調節(jié)和抗氧化。
多糖是一種天然聚合物也是生命活動中重要的生物大分子,由于其重要的生理功能和應用被不斷挖掘,引起了人們越來越濃厚的興趣。錦燈籠多糖(Physah~alkekengi L.polysac-charide)是從錦燈籠的果實,宿萼和莖中提取出的植物多糖。已被證明具有免疫增強,降血糖,抗炎和抗氧化的作用。此外,錦燈籠多糖還可應用于功能性食品和開發(fā)保健品開發(fā),對于糖尿病的預防和治療有巨大的潛力。因此,本文主要對錦燈籠多糖的結構和生物學功能進行綜述,為錦燈籠多糖的全面認識和開發(fā)利用提供借鑒。
1錦燈籠多糖的結構
多糖豐富的生物活性與其復雜的結構密切相關。有的由相同的單糖(同多糖)組成,有的由不同的單糖組成的(雜多糖)。由于多糖中糖苷鍵存在不同的連接位置,并具有和B兩種構型,所以由相同單糖組成的多糖還可能存在數(shù)目巨大的異構體。因此對于多糖結構的鑒定既是多糖研究的難點也是重點。
目前,錦燈籠多糖結構的研究主要集中在相對分子質量的測定,單糖組成分析和糖苷鍵的連接位置等,同時還采用紅外光譜,核磁共振,紫外光譜等手段對其結構進行表征。由表1可知,錦燈籠多糖的分子量在7500Da以上,單糖組成和糖苷鍵的連接位置各不相同,提取部位主要在果實和宿萼部分,莖和根部也有涉及。
2錦燈籠多糖的生物活性
大量研究表明多糖具有豐富的生物活性,特別在機體免疫方面nol。例如,具有良好的抗腫瘤活性的香菇多糖和云芝多糖已在臨床生得到了應用;含有硫酸根的多糖具有顯著的抗病毒作用;以及柴胡多糖和三七多糖具有明顯的抗補體作用。近年來,對酸漿屬多糖的研究也逐漸深入,越來越多的藥理活性得到證實。例如,免疫調節(jié),抗氧化,降血脂和血糖以及抗炎抑菌等活性。因此,錦燈籠多糖的生物活性也引起了人們的重視,目前其生物活性的研究主要在免疫增強、抗氧化和降血糖上。
2.1免疫增強作用
近年來,各種新型疫苗不斷涌現(xiàn)。由于新型疫苗的免疫原性弱,分子量小,難以誘導機體產生有效的免疫,因此大多數(shù)的疫苗需要佐劑來增強效力來刺激相應的免疫應答。張麗麗等研究了從錦燈籠莖提取并純化出來的水溶性多糖(WSP)的免疫增強作用。其中,以雞卵清蛋白(OVA)為抗原,以WSP和OVA共同對小鼠進行免疫實驗。結果表明,不同劑量的WSP組與OVA組均能提高小鼠抗血清中抗OVA特異性抗體IgG及亞型IgGl,IgG2b的抗體滴度;其中實驗組。一VA100ug,WSP200ug/只的皮下注射劑量與OVA(陰性對照組)和QuilA(陽性對照組)相比較均差異顯著。楊慧敏等嘲對錦燈籠果實多糖與含有編碼白色念珠菌HSP90表位c的重組DNA疫苗共同免疫小鼠,研究多糖的免疫增強作用。結果表明,PPSB與核酸疫苗共同進行皮下注射免疫小鼠后,其血清中特異性抗體IgG、IgGl及IgG2b滴度及l(fā)L一2、IL一4含量明顯高于PBS組、空質粒組及核酸疫苗組。這些實驗結果表明,錦燈籠多糖具有很好的免疫佐劑效應。
2.2抗氧化作用
實驗研究表明,由機體代謝產生的過多自由基會引起各種病變。目前,已證實的由自由基造成的疾病有癌癥、神經(jīng)變性、動脈粥樣化、慢性抑郁癥和生理學衰老??寡趸瘎┚哂星宄杂苫淖饔?,錦燈籠多糖作為一種天然的抗氧化劑引起了人們的關注。程英坤等研究了從錦燈籠果實中提取出來的粗多糖(PAP)的DPPH自由基,羥基自由基和超氧自由基的清除活性。結果表明,PAP對羥基自由基和DPPH自由基和均有較強的清除作用,清除率最高能達到80%左右,而超氧自由基的清除率約為22%。葛于等研究了從錦燈籠果實宿萼中提取出來的三種純化多糖組分(PAVF l和lI-a,-b)和粗多糖的DPPH自由基、羥基自由基和超氧陰離子的清除活性。結果表明,三種純化多糖組分(PAVF l和lI-a,-b)具有較強的DPPH自由基、羥基自由基和超氧陰離子的清除活性,甚至比陽性對照(Vc)的清除活性還好。其中,PAVF I的活性最好。這些實驗結果表明錦燈籠多糖具有較強的抗氧化活性。
2.3降血糖活性
近年來,糖尿病的患病率逐年上升,這成為了人類健康的重大隱患。據(jù)世界衛(wèi)生組織(WHO)的資料顯示,2005年糖尿病的發(fā)病率在發(fā)展中國家是4.9%,在發(fā)達國家是7.6%。植物多糖具有良好的降血糖效果,眾多的實驗已證實。佟海濱等研究了水溶性的錦燈籠果實多糖(PPSB)對小鼠的降血糖作用。實驗研究表明,錦燈籠果實多糖(50,100mg/kg)能顯著降低四氧嘧啶誘導的糖尿病小鼠的血糖水平(P<0.01)和正常小鼠血糖(P<0.05)。此外,PPSB還能緩解糖尿病小鼠的病癥,例如減少小鼠飲水量,恢復體重。實驗表明,錦燈籠多糖具有良好的降血糖活性。
3結語
多糖是維持生命活動的重要生物大分子,在細胞間相互識別、神經(jīng)細胞生長發(fā)育等方面均起著舉足輕重的作用,與脂類、蛋白質、核酸并稱為構成生命活動的四大基本物質。錦燈籠多糖是重要的植物多糖具有抗氧化,免疫增強,降血糖和抗炎等重要的藥理活性,在未來的保健食品和制藥行業(yè)有著很好的開發(fā)潛力和廣闊的發(fā)展空間。但是目前我國對錦燈籠的開發(fā)主要集中在其果實和宿萼的藥用成分方面,對錦燈籠其他部位的開發(fā)利用相對較少,可見錦燈籠的價值并未完全得到開發(fā)。所以,我國應當強深對錦燈籠的開發(fā)利用,對錦燈籠多糖的藥理活性研究更加全面,為今后錦燈籠多糖營養(yǎng)保健品和醫(yī)療用品的開發(fā)提供幫助。