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活性物质研究与开发利用.pdf活性物质研究与开发利用.pdf -- 3 元

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第卷第期台湾海峡,年月,./0/120/0,,海洋生物活性物质开发利用的现状与前景张尔贤俞丽君(汕头大学理学院生物系,汕头,../)摘要本文从海洋药用、生物保健品及生物功能材料等方面介绍以开发海洋生物资源为目的的国内外研究新成果并进一步探讨海洋生物毒素、抗肿瘤物质、抗氧化物质以及化工制品的开发利用前景。最后全面评价了海洋生物资源的开发潜力。关键词海洋生物资源海洋药物利用前景中国图书分类号012.海洋中生活着余万种生物,它们占了地球上整个生物物种的34。如此众多的海洋生物资源是我们开发医药、食品、化工产品的巨大宝库。海洋中的生物为了生存繁衍,在竞争中取胜并使自己适应海洋的独特环境,如高压、低营养、低温(特别是深海)、无光照、以及局部的高温、高盐等所谓生命极限环境,在漫长的进化中各自形成了特殊的结构和奇妙的生理功能,为人类提供了众多结构新颖、功能独特和生理活性很强的活性物质,包括萜类、甾醇类、生物碱、甙类、多糖、肽类、核酸、蛋白质、酶等,例如由于适应海洋环境,海洋微生物有了新的特异性,因而产生相应的陆栖微生物所不能产生的新颖生物活性物质,这些天然产物有许多(如褐藻酸、琼胶糖等)是陆地生物所没有的,它们是人类保健和药品的天然宝库。海洋生物活性物质的研究开发重点是抗病毒、抗肿瘤、抗心脑血管病、延缓衰老和免疫调节等生理活性物质。国家科委中国生物工程开发中心估计,至今已发现.余种海洋生物活性物质,其中有些已开发成为药物,大多数还在研究中,其中不少正用于作为新药分子修饰或半合成的先导化合物或原料,这对于提供新药设计的分子模型、发掘药用新基因,进而人工合成新药或创造基因工程新药是非常有意义的工作[1]。海洋生物活性物质开发利用现状海洋药物国外,已经发现海洋生物具有不少陆地生物中罕见的特殊化学结构及生理活性的化合物,如从海洋微生物中分离到多种新型抗生素和具多种生物活性的海洋毒素.多种[3,]日本自年代开始在较短的时间内已从海藻、海绵、软珊瑚、海洋微生物及被囊动物(如海鞘)中分离到近百种结构新颖的活性物质。31年报道从一种单细胞藻类中筛选出3种新的活性物质,其抗癌作用比目前广泛使用的抗癌丝裂菌素高2倍。它们还从.多种海洋生物中张尔贤,男,1年3月出生,教授5本文于年3月日收到5万方数据研制用于心血管和消化系统疾病的新药,如从海带中分离出治疗肥胖症和抗血凝成分,其生物活性和药理作用均优于陆地的。又从海星中分离出类似胰岛素的化合物。从七鳃鳗身上提取出可治疗心率失调的物质[]。日本人发现,有一部分海洋微生物所产生的生物活性物质,以多糖类物质居多,这些多糖类物质在动物体上显示了明显抑制肿瘤的作用,如曾发现一株黄杆菌属(,)海洋细菌,其所产生的一种胞外释放,含果糖、甘露糖和葡萄糖构成的杂多糖抑制肿瘤细胞的活性特别强,抑瘤率达到[]。这种抗肿瘤物质已经在日本作为治疗肿瘤的佐剂上市,定名为,美国./0每年从海洋生物中提取分离得到个新化合物,其中有具有抗癌活性,鲨鱼软骨制剂就是具有新的作用机制的抗癌药物美国从海洋生物中筛选强效抗炎剂和心血管药,如.1甲基组氨酸类。美国国立肿瘤研究所每年筛选2万个新的抗肿瘤化合物,约有来自海洋生物。已证实有的海洋动物提取物中有抗3244白血病细胞及56细胞活性。有27的海洋植物提取物有抗肿瘤或细胞毒活性。美国已有几种研究较为成熟的海洋活性物质被批准用于临床实验,如689(从海洋苔藓虫.,/,00中纯化的一种天然抗癌化合物)、6(从海鞘1223042,提取的一种环肽化合物)、9(从海兔5,,中分离得到的小肽)等澳大利亚悉尼0AB/C药厂生产的制剂鲨鱼软骨(BDE/F)是含纯干鲨鱼软骨粉的粉剂或胶囊剂,用于各种与血管生成有关的,不能手术的晚期癌症和肿瘤墨西哥从珊瑚中提取到只有高等哺乳动物才有的前列腺素(3G),临床用于治疗许多疑难病症我国海军医学研究所也以鲨鱼软骨为原料,制备鲨鱼软骨制剂B3和B3H,实验证明它们均能抑制血管内皮细胞.的合成及直接抑制肿瘤细胞[2,I,H]。国外,正在开发和进入临床试验的一些海药有,从海鞘提取的6,是一种环状缩肽,对一系列的.和J.病毒有很强的抑制作用,且发现它还具有抗肿瘤和免疫抑制剂的作用,此化合物已人工合成[2]从贪梦倔海绵中分离的两种半倍萜.K9和K9,具有抗有丝分裂和抗突变的活性,在人体外当浓度为7F/,2时就可以抑制LAM的复制,且对正常细胞无毒副作用从鱼中提取西加毒素、海葵毒素,它们具有高活性的强心作用从海洋污泥中筛选的一种链霉菌产生伊它霉素,显示对革兰氏阴性和阳性细菌细胞有很强的抑制作用,通过对母体的修饰,毒性降低,对绿脓杆菌和耐药性细菌都有效。一些海药品种已进入临床试验,如从膜海鞘、海绵、总合草苔虫、八方珊瑚中提取的多种抗癌类的海洋药物从僧帽水母、斑鞘、海星、幅叶藻、柳珊瑚等提取的毒素、皂甙用作降血压类的药物从珊瑚、海绵、海藻中分离到的几十种萜类、甾类和生物碱及其它含氮化合物等新化合物中,发现其中一系列新的萜类化合物具明显的细胞毒性、具抗炎活性或抗真菌活性[IH,H]。我国青岛海洋大学利用海洋生物资源也正在开发抗溃疡药物031H、抗癌药物3/1H、抗病毒药物3M1和治疗白血病药物B1等。我国利用海洋生物生产的中成药达N种,还有余种民间海洋药物偏方或秘方有待于进一步开发为药品[I]。有些药物已开发成高效低毒农业杀虫剂。已开发成功的海洋药物包括从海绵提取的阿糖腺苷,可用于治疗肺癌、消化道癌和角膜炎、脑炎等从红藻中提取的海人藻酸,用于杀虫从沙蚕中提取的巴丹,用于农用杀虫从河豚鱼中提取的河豚毒素,用于癌症晚期镇痛从顶头孢霉菌中提取头孢菌素,是一种广谱抗菌素从海藻中提取藻酸双酯钠、甘糖酯、甘露糖烟酸酯、止血海棉等,用于降血脂治疗心脑血管病和止血利用甲壳质做人工皮肤,用于治疗烧创伤从鱼油中提取不饱和脂肪422期张尔贤,俞丽君海洋生物活性物质开发利用的现状与前景万方数据酸(、),用于降血脂和胆固醇、防止动脉硬化从盐藻中提取胡萝卜素,用于延缓衰老和作为维生素的前体等[]。除此,还有用海带制作海带茶,可降血压、用海星制作海星代血浆、用鱼鳔制作鱼鳔生精液、用海龙和海马制作深海龙(中成药)用于健脑、用海螵鞘等制作快胃片(中成药)治疗胃病等[,,,]。,海洋生物保健品海洋保健品是泛指功能食品和保健用品的一类。鱼、虾、贝和藻类都是人类食用的资源,它们不仅含有丰富的蛋白质,人体必须的氨基酸,还含有激素、维生素、多糖、不饱和脂肪酸、微量元素和一些有调节代谢功效的生物活性物质,所以是美味的营养食品,又是强身健体的保健食品[,]。目前已经开发上市的产品有利用牡蛎水溶性物质制作的金牡蛎,可用于滋补健身防病以螺旋藻为原料制造的健身防病的营养食品海藻保健片。近些年来,对于螺旋藻在药用价值上的研究获得很多成果,其内容涉及降低血液中胆固醇含量、防癌抗癌、增强免疫功能、增加肠道乳酸杆菌群、降低重金属和药物的肾毒性以及放射防护等诸多方面[.]以海藻为原料制作的海藻精、海藻减肥宝,用于降压减肥以海参为原料制作的刺参玉液和用海胆为原料制作的海胆王以海星为原料制作的海珍粉以贻贝、海马为原料制作的贻贝粉、东海三毫等用于滋补强身在海贝、鱼类中含量丰富的牛磺酸受到很大重视,它已广泛应用于清热消炎、抗癫痫、治疗心血管系统疾病[/]。除此,还有用海洋生物制作多种营养调味品的。我国在海洋生物保健品的研究上,独具一格,出现海马系列、三鞭系列、海参系列、扇贝系列等,此类产品不胜枚举。,海洋生物功能材料用海洋生物为原料可制作生物功能材料,这是一类分子结构具有规律重复性,功能上又具有支持组织和机体结构的材料。这类材料中有不少是利用海藻提取海藻胶和从甲壳动物中提取的甲壳质类为原料制作的。由于这些材料量大易得,分子结构独特,许多国家已开展了相当深入的研究,并在工、农、医、环保等领域得到广泛应用。海藻胶世界年产量约在0.12左右,主要生产国有中、美、英、日、挪威和法国。其钠盐有优良的溶水性和成胶性。本身无毒,已广泛用于食品、医药、化工、生物工程等领域。在食品上作增稠剂、稳定剂、乳化剂和膨松剂。用化学修饰制成的褐藻胶丙二脂可用作啤酒泡沫的稳定剂。褐藻胶还用于胃肠双重造影硫酸钡制剂。琼胶和卡拉胶是从红藻中提取的,可用作实验室材料试剂、工业用材料,也可用于食品和保健品作冻胶等,有降压、利尿、通便、解毒等功效。甲壳质经脱乙酰基后,可制成能溶于稀有机酸的甲壳胺,再经修饰即可制成具有不同性质和生物功能的材料。此类研究开发的产品已达上百项,应用范围涉及工业、农业、医药、保健食品、医用生物材料、日用化工、印染、金属提取与回收、水净化处理、生物工程等众多行业。由于它有很强的杀菌能力,也广泛用于食品、肉制品、水果蔬菜的储存保鲜。近年研究发现,甲壳胺有抗肿瘤作用。在医药及卫生材料方面,经磺化的甲壳胺可作为抗凝剂、作烧伤治疗材料,手术缝合线等。水溶性的甲壳胺还可开发出海洋生物化妆品系列,如用于治疗口腔溃疡的牙膏、护肤香皂、劳动保护洗涤用品等。海洋生物若干活性物质的开发前景海洋生物资源,是我们开发医药、食品和化工产品的巨大宝库。现就国内外开发海洋生物.3台湾海峡/3卷万方数据资源的几个热点,结合我国,特别是南海的区域资源,简述其开发前景对海洋生物毒素的开发海洋生物毒素具有其特点。首先是化学结构的多样性。其多样性远超过细菌毒素和陆生动物毒素其次是具有高生理活性。表现在它们有极强的神经系统、心血管系统或细胞系统活性,如聚醚类毒素中发现一系列高毒性毒素,象岩沙海葵毒素()、西加毒素()、刺尾鱼毒素()等,其中刺尾鱼毒素的毒性比河豚毒素高倍,与已知毒性最大的天然毒素肉毒毒素比,仅低倍。肉毒毒素的分子量为,而刺尾鱼毒素分子量仅,,,按分子大小,后者的毒性远超过肉毒毒素,成为毒性最强天然毒素第三,它们具有特殊的作用机制。它的强毒性取决于它的高选择性的特殊作用机制,海洋毒素常作用于控制生物生命过程的关键靶位,如神经受体、离子通道、生物膜等。目前,已经研究的一些毒素类型有胍胺类海洋生物毒素,其代表是(./0100234,),它是珍贵的药物,每千克近亿美元,服用微量可使精神病患者在一瞬间恢复正常意识,对脑伤、脑神经疾病、心血管疾病治愈率也很高聚醚类海洋生物毒素,从甲藻、海绵、腔肠动物、软体动物、被囊动物和鱼类发现肽类海洋生物毒素,目前研究最多的是海葵、芋螺、海蛇及微囊藻的毒素[,]。多数生物毒素经过改造,可以变成高效低毒的药物。最毒的非蛋白毒素石房蛤毒素是经改造成为良好的镇痛药,它比普鲁卡因和可卡因强万倍。还有溶血性糖脂类毒素、记忆性丧失性氨基酸贝毒和一些含磷化合物等等。上述介绍过的毒素中,要算聚醚类毒素是海洋天然产物特有的一类化学结构,其药理和毒理特性也十分特殊,人们对以这些毒素为基础寻找高活性药物寄以极大的希望,从大量海洋毒素研究结果看来,海洋毒素是未来可能发现重要药物的主要领域。对抗肿瘤活性物质的开发海洋生物具有许多陆地生物所没有或奇特结构组成,这些成分很可能是对肿瘤细胞有特殊功效的成分,很值得注意[,]。根据文献报道,海藻是富含这类物质的生物。如从巨大鞘丝藻中分离出两种新颖的高效活性免疫抑制肽(35/05063478,9)在体外有明显抗小鼠白血病细胞活性,为,腹水瘤和实体有抑制作用珊列藻等也有抗肿瘤活性从两种软海绵,.,和/01,中分离得到一种脂肪酸聚醚衍生物,对9细胞的抑制率大于A,若浓度加大一倍,则抑制率达A。从海绵中提取的物质已包括三肽内酯化合物、倍半萜苯醌化合物,它们对白细胞、黑色素瘤、卵巢癌等均有意义[,]从我国南海西沙群岛采集的软珊瑚中分离到种不饱和内酯环的二萜化合物,其中有两种能抑制艾氏腹水瘤细胞[,,,]从海葵中提取多肽类毒素,对肿瘤也有抑制作用。目前已分离的几十种海葵毒素都具有广泛的生物学效应,包括细胞毒、心脏毒及溶血活性从海兔的消化腺中分离得到细胞毒活性的萜类化合物对淋巴细胞白血病有效从黑兔卵中分离到一种糖蛋白,它具有抗菌和抗肿瘤的双重活性。还从黑斑海兔的紫色液体中分离到糖蛋白类的细胞溶解因子,其溶解肿瘤细胞的效率更强从海鞘中发现一种环肽类化合物具有显著抗肿瘤活性,又有抗病毒和免疫调节作用从红海紫色海鞘中分离到含四环吡啶环的生物碱化合物,能抑制肿瘤细胞的增殖[,]从鲨鱼软骨中发现一种能抑制肿瘤新生血管形成的多肽类物质还从海参、海星、B期张尔贤,俞丽君海洋生物活性物质开发利用的现状与前景万方数据苔藓虫和海胆中发现多种活性物质,它们显示抗肿瘤、抗病毒、抗真菌等药理活性[]。对抗氧化类物质的开发已经发现海洋生物中含有丰富的大分子抗氧化酶,其中包括多种鱼体内的超氧化物歧化酶()。如张景隆等报道从种海洋生物中检测到活性,其活性在(),(/)之间。国外,./012345等人研究过箭鱼肝、地中海箭鱼和佛罗里达箭鱼的6789.等研究过鱼类/,0.83451/的/,045F701从芸苔中提取A48,./012.3,,4./5.6/(,)A1,,./012,34055,607894,,42,592,A20E/0/512../17,K0,A2L04J2,3A2E/0RA2,T4B,0H,UE5J0/QSP95J0494/,217张成武,吴洁,欧阳平凯钝顶螺旋藻的药用价值中国海洋药物杂志,99,(邱珊,林钧明牛磺酸药理作用的研究进展中国海洋药物杂志,9,()顾谦群海洋毒素的研究进展中国海洋药物杂志,99,()魏开华,钟明鼎,陈冀胜芋螺毒素研究进展中国海洋药物杂志,99,()陆江海,李瑞声,张维汉海胆化学和药理研究概况中国海洋药物杂志,99张尔贤海洋生物抗氧化剂的研究现状与前景自由基生命科学进展(第集)北京原子能出版社,999张朝晖,徐国钧,续珞珊C国产海龙科药用鱼类系统研究C中国海洋药物杂志,99,()集)北京原子能出版社,99)53/0112120230045226202720345284204322924152343247278447204,720,8304420,323407,00484,3321401273043229241523,3344472784434,33,5452320,34345320725714,730A329,32032292411432334528447204,720BCDEFGH28447204,720,52,,,334,1201273IJKK期张尔贤,俞丽君海洋生物活性物质开发利用的现状与前景万方数据海洋生物活性物质开发利用的现状与前景作者张尔贤,俞丽君,ZhangErxian,YuLijun作者单位汕头大学理学院生物系,汕头,515063刊名台湾海峡英文刊名JOURNALOFOCEANOGRAPHYINTAIWANSTRAIT年,卷期2000,193被引用次数9次参考文献44条1.张尔贤植物SOD和类SOD活性物质研究进展1992022.张尔贤海洋生物抗活性氧资源的研究与开发前景1992033.张尔贤海洋生物抗氧化剂的研究现状与前景19984.陆江海李瑞声张维汉海胆化学和药理研究概况1994025.施志云抗肿瘤的海洋药物研究进展1997016.魏开华钟明鼎陈冀胜芋螺毒素研究进展1996027.顾谦群海洋毒素的研究进展1995038.邱珊林钧明牛磺酸药理作用的研究进展1982039.张成武吴洁欧阳平凯钝顶螺旋藻的药用价值19980410.王华兴理想的老年保健食品资源螺旋藻199511.刘茜焦庆才刘志礼螺旋藻多糖及其药理作用的研究进展19980112.许实波海洋天然老年保健食品的研制及其前景199513.谢在佩对海洋药物研究开发的思考19960314.关美君丁源开发海洋湖沼资源创建中国蓝色药业19950315.关美君丁源我国海洋药物科学的十年进展及战略设想19890116.韦成礼李玲国内外从海洋微生物开发新型药物的研究概况期刊论文生物技术通报19980217.BruceWHalsteadCarrieLFoster李青选译海洋药物研究的概况与展望19900118.ScheuerP李青选海洋次级代谢的生态学意义及其潜在的生物医学价值19940419.董定绵海洋生物的生理活性物质198420.姚汝华海洋生物天然产物研究进展19960521.施汝华海洋生物天然产物研究进展19960222.曾陇梅海洋天然产物研究新进展19890923.许实波项辉周军海洋生物中类胡萝卜素的研究进展19930324.于志洁海洋生物抗放校价初步实验报告197925.李青选海洋天然产物抗艾滋病活性物质的来源19930326.张尔贤李纯王敏瑞牡蛎清除自由基作用研究199827.余敏何耕兴陈辉五种海洋生物抗衰老相关活性的实验研究199502
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