刘学贵 卞珺 高品一 李丹琦
摘要:本文从锦灯笼多糖的相对分子质量、单糖组成分析和糖苷键的连接位置,综述了目前已报道的锦灯笼多糖的结构,并从免疫增强、抗氧化和降血糖等方面介绍了锦灯笼多糖的生物活性,最后对锦灯笼多糖的研究和开发利用进行了展望。
关键词:锦灯笼多糖;结构特征;生物活性
中图分类号:Q946;R285 文献标识码:A DOI编号:10.14025/j.cnki.jlny.2019.04.018
锦灯笼[Physalis alkekengi L.var.franchetii(Mast。)Makino]是一种茄科酸浆属的多年生草本植物,广泛分布于我国的东北地区。自古以来锦灯笼就是一种药用植物,其全草都可入药,在《神农百草经》和《本草纲目》均有记载。现在已被2015版的药典收录,用于治疗咳嗽、痰多、咽炎、喉咙痛、排尿困难、天疱疮和湿疹。其药理活性的研究表明,该植物的粗提物和活性成分具有多种药理作用,如抗炎、抑制肿瘤细胞增殖、抗菌、利尿、抗糖尿病、抗哮喘、免疫调节和抗氧化。
多糖是一种天然聚合物也是生命活动中重要的生物大分子,由于其重要的生理功能和应用被不断挖掘,引起了人们越来越浓厚的兴趣。锦灯笼多糖(Physah~alkekengi L.polysac-charide)是从锦灯笼的果实,宿萼和茎中提取出的植物多糖。已被证明具有免疫增强,降血糖,抗炎和抗氧化的作用。此外,锦灯笼多糖还可应用于功能性食品和开发保健品开发,对于糖尿病的预防和治疗有巨大的潜力。因此,本文主要对锦灯笼多糖的结构和生物学功能进行综述,为锦灯笼多糖的全面认识和开发利用提供借鉴。
1锦灯笼多糖的结构
多糖丰富的生物活性与其复杂的结构密切相关。有的由相同的单糖(同多糖)组成,有的由不同的单糖组成的(杂多糖)。由于多糖中糖苷键存在不同的连接位置,并具有和B两种构型,所以由相同单糖组成的多糖还可能存在数目巨大的异构体。因此对于多糖结构的鉴定既是多糖研究的难点也是重点。
目前,锦灯笼多糖结构的研究主要集中在相对分子质量的测定,单糖组成分析和糖苷键的连接位置等,同时还采用红外光谱,核磁共振,紫外光谱等手段对其结构进行表征。由表1可知,锦灯笼多糖的分子量在7500Da以上,单糖组成和糖苷键的连接位置各不相同,提取部位主要在果实和宿萼部分,茎和根部也有涉及。
2锦灯笼多糖的生物活性
大量研究表明多糖具有丰富的生物活性,特别在机体免疫方面nol。例如,具有良好的抗肿瘤活性的香菇多糖和云芝多糖已在临床生得到了应用;含有硫酸根的多糖具有显著的抗病毒作用;以及柴胡多糖和三七多糖具有明显的抗补体作用。近年来,对酸浆属多糖的研究也逐渐深入,越来越多的药理活性得到证实。例如,免疫调节,抗氧化,降血脂和血糖以及抗炎抑菌等活性。因此,锦灯笼多糖的生物活性也引起了人们的重视,目前其生物活性的研究主要在免疫增强、抗氧化和降血糖上。
2.1免疫增强作用
近年来,各种新型疫苗不断涌现。由于新型疫苗的免疫原性弱,分子量小,难以诱导机体产生有效的免疫,因此大多数的疫苗需要佐剂来增强效力来刺激相应的免疫应答。张丽丽等研究了从锦灯笼茎提取并纯化出来的水溶性多糖(WSP)的免疫增强作用。其中,以鸡卵清蛋白(OVA)为抗原,以WSP和OVA共同对小鼠进行免疫实验。结果表明,不同剂量的WSP组与OVA组均能提高小鼠抗血清中抗OVA特异性抗体IgG及亚型IgGl,IgG2b的抗体滴度;其中实验组。一VA100ug,WSP200ug/只的皮下注射剂量与OVA(阴性对照组)和QuilA(阳性对照组)相比较均差异显著。杨慧敏等嘲对锦灯笼果实多糖与含有编码白色念珠菌HSP90表位c的重组DNA疫苗共同免疫小鼠,研究多糖的免疫增强作用。结果表明,PPSB与核酸疫苗共同进行皮下注射免疫小鼠后,其血清中特异性抗体IgG、IgGl及IgG2b滴度及lL一2、IL一4含量明显高于PBS组、空质粒组及核酸疫苗组。这些实验结果表明,锦灯笼多糖具有很好的免疫佐剂效应。
2.2抗氧化作用
实验研究表明,由机体代谢产生的过多自由基会引起各种病变。目前,已证实的由自由基造成的疾病有癌症、神经变性、动脉粥样化、慢性抑郁症和生理学衰老。抗氧化剂具有清除自由基的作用,锦灯笼多糖作为一种天然的抗氧化剂引起了人们的关注。程英坤等研究了从锦灯笼果实中提取出来的粗多糖(PAP)的DPPH自由基,羟基自由基和超氧自由基的清除活性。结果表明,PAP对羟基自由基和DPPH自由基和均有较强的清除作用,清除率最高能达到80%左右,而超氧自由基的清除率约为22%。葛于等研究了从锦灯笼果实宿萼中提取出来的三种纯化多糖组分(PAVF l和lI-a,-b)和粗多糖的DPPH自由基、羟基自由基和超氧阴离子的清除活性。结果表明,三种纯化多糖组分(PAVF l和lI-a,-b)具有较强的DPPH自由基、羟基自由基和超氧阴离子的清除活性,甚至比阳性对照(Vc)的清除活性还好。其中,PAVF I的活性最好。这些实验结果表明锦灯笼多糖具有较强的抗氧化活性。
2.3降血糖活性
近年来,糖尿病的患病率逐年上升,这成为了人类健康的重大隐患。据世界卫生组织(WHO)的资料显示,2005年糖尿病的发病率在發展中国家是4.9%,在发达国家是7.6%。植物多糖具有良好的降血糖效果,众多的实验已证实。佟海滨等研究了水溶性的锦灯笼果实多糖(PPSB)对小鼠的降血糖作用。实验研究表明,锦灯笼果实多糖(50,100mg/kg)能显著降低四氧嘧啶诱导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还能缓解糖尿病小鼠的病症,例如减少小鼠饮水量,恢复体重。实验表明,锦灯笼多糖具有良好的降血糖活性。
3结语
多糖是维持生命活动的重要生物大分子,在细胞间相互识别、神经细胞生长发育等方面均起着举足轻重的作用,与脂类、蛋白质、核酸并称为构成生命活动的四大基本物质。锦灯笼多糖是重要的植物多糖具有抗氧化,免疫增强,降血糖和抗炎等重要的药理活性,在未来的保健食品和制药行业有着很好的开发潜力和广阔的发展空间。但是目前我国对锦灯笼的开发主要集中在其果实和宿萼的药用成分方面,对锦灯笼其他部位的开发利用相对较少,可见锦灯笼的价值并未完全得到开发。所以,我国应当强深对锦灯笼的开发利用,对锦灯笼多糖的药理活性研究更加全面,为今后锦灯笼多糖营养保健品和医疗用品的开发提供帮助。