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亚洲蒲公英多糖的抑菌性和抗氧化性研究



全 文 :收稿日期:2011-02-23; 修订日期:2011-09-22
基金项目:黑龙江省教育厅科学技术研究项目(No. 11551544)
作者简介:杨晓杰(1962-) ,女(汉族) ,辽宁法库人,现任齐齐哈尔大学教
授,硕士学位,主要从事植物及多糖方面的研究工作.
亚洲蒲公英多糖的抑菌性和抗氧化性研究
杨晓杰,郑云姬,李 娜,梁 艳,王 斌
(齐齐哈尔大学生命科学与农林学院,黑龙江 齐齐哈尔 161006)
摘要:目的 研究亚州蒲公英多糖的抑菌性和抗氧化性。方法 以当地广泛分布的亚洲蒲公英(Taraxacum asiaticum)花序
为试材,以分光光度法和纸片扩散法对其花序内多糖的抗氧化活性和抑菌活性进行了初步研究。结果 亚洲蒲公英花多
糖对细菌和真菌均有一定的抑制性,且对细菌的抑制作用大于真菌。经分离纯化后的多糖组分 DPⅠa的抑菌活性最好;
DPⅠb抗 O2
-·和·OH氧化能力最强,其 IC50值分别为 19. 65 mg /ml和 1. 81 mg /ml。结论 多糖的纯化有利于其发挥更
大的活性,且随多糖浓度的升高其活性加强。
关键词:蒲公英; 多糖; 分离纯化; 抑菌性; 抗氧化性
DOI标识:doi:10. 3969 / j. issn. 1008-0805. 2012. 01. 047
中图分类号:R285. 5 文献标识码:B 文章编号:1008-0805(2012)01-0109-02
亚洲蒲公英(Taraxacum asiaticum)为蒲公英属多年生草本植
物[1]。蒲公英属植物富含甾醇、棕榈酸和多糖[2],多糖是重要的
信息分子,具有抗肿瘤、抗病毒、抗衰老、抗辐射、抗突变、降血糖、
增强免疫等多方面的作用[3]。
蒲公英多糖提取及抗肿瘤、抗突变、抗氧化、抗疲劳等生物活
性的研究在国内外仅见作者的几篇报道[4 ~ 7]。本实验就亚洲蒲
公英(Taraxacum asiaticum)花序多糖的抑菌活性和抗氧化活性进
行了比较分析,以期对蒲公英活性多糖资源的开发利用提供实验
依据。
1 材料
亚洲蒲公英花序采自扎龙国家级自然保护区,洗净、干燥备
用。
大肠杆菌(Escherichia coli)、金黄色葡萄球菌(Staphyloccocus
aureus)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、黑曲霉(Aspergillus ni-
ger)、酵母菌(Saccharomyces cerevisiae)由齐齐哈尔大学微生物菌
种室提供。
2 方法
2. 1 蒲公英花多糖提取 蒲公英花多糖提取采用热水浸提
法[7],Sevage法脱蛋白[8],活性碳 80℃脱色 30min,得到粗多糖。
蒽酮 -硫酸法测定多糖含量[9]。经超滤分离[4]后将蒲公英粗多
糖初步分离为 3 个组分,即糖分子量大于 10KDa(DPⅠ) ,分子量
在 6KDa与 10KDa之间(DPⅡ)和分子量小于 6KDa(DPⅢ)。本
实验对多糖含量较高的两组分 DPⅠ和 DPⅡ进行进一步的生物
活性研究。采用 DEAE - 52 纤维素柱层析和 SephadexG - 100 柱
层析法先后对蒲公英花多糖 DPⅠ和 DPⅡ进行进一步分离纯化。
DEAE - 52 纤维素分别使用蒸馏水和盐梯度进行洗脱,DPⅠ分离
出水洗组分 DPⅠa,梯洗组分 DPⅠb;DPⅡ只有水洗的组分 DPⅡ
a。这三种组分再经过 SephadexG - 100 柱层析进一步纯化得到
DPⅠa、DPⅡa、DPⅠb和 DPⅠb。
分别对 DPⅠa、DPⅡa和 DPⅠb的抑菌(细菌:大肠杆菌、金
黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌;真菌:酿酒酵母菌、黑曲霉菌)活
性和抗氧化活性(清除·OH、O2
-·)进行了研究。
2. 2 抑菌性[10]
2. 2. 1 药敏纸片的制备 将普通定性滤纸用打孔器打成若干直
径为 6. 0 mm圆形纸片,置于干燥洁净的试管里,经高压灭菌后,
置恒温干燥箱内干燥。取出干燥后的纸片,置不同浓度的亚洲蒲
公英花序多糖液中,浸润后备用。
2. 2. 2 抑菌实验 分别取上述经培养的菌株,在无菌操作条件
下,用涂布棒均匀涂抹在不同菌种的琼脂培养基上,再用无菌镊
子将在各不同浓度的药液中浸润过的纸片均匀间隔贴于各琼脂
培养基表面,轻压纸片使接触良好,置 37℃恒温培养箱中,24 h
后取出,观察抑菌圈,测量并记录结果。实验的每组分多糖设置
了 5 个多糖的浓度梯度,即 12. 5,25,50,100,200 mg /ml,由抑菌
圈的大小分析各多糖组分的抑菌效果。
2. 3 清除·OH 活性 本实验在 Smironff 等[11]报道的方法的基
础上进行了改进,在试管中依次加入 6 mmol /L FeSO4 溶液 2 ml、
不同浓度(分别为 0. 5,1,1. 5,2,2. 5 mg /ml)多糖溶液 2 ml,6
mmol /L H2O2 溶液 2 ml,摇匀,静置 10 min,再加入 6 mmol /L 水
杨酸溶液 2 ml,摇匀,静置 30 min后于 510 nm处测得不同多糖浓
度下的光密度 Ai;用水代替水杨酸时测得某浓度粗多糖的本底
光密度 Aj;用水代替抗氧化剂时测得空白对照光密度 A0。
按下式计算清除率:清除率(%)S = 1 - (Ai - Aj)/A0 ×
100%
2. 4 清除 O2
-·活性 取 5 支试管,每管分别加入 pH = 8. 2 的
Tris - HCl缓冲液 6 ml,加入不同样品的多糖溶液(各 2,4,6,8,10
mg /ml)各 0. 5 ml,37℃水浴 10 min,最后加入 37℃水浴预热过的
7 mmol /L的邻苯三酚溶液 1 ml,混匀后精确反应 4 min,用 0. 5
mol /L的浓盐酸终止反应,在 420 nm处测吸光值,以等体积的 pH
= 8. 2 的 Tris - HCl缓冲液作为空白。清除率(%)计算公式为:
清除率(%)=(A对照 - A样品)/(A对照 - A空白)× 100%
式中:A空白空白组的吸光度;A对照为对照组的吸光度;A样品为
加入多糖液的吸光度。
3 结果
3. 1 抑菌活性 各组分均以 200 mg /ml浓度抑菌效果最好,各组
分 200 mg /ml浓度的抑菌结果如下。
3. 1. 1 抑制细菌活性 多糖浓度为 200 mg /ml 时,3 个组分对 3
种细菌的抑制作用如图 1。
图 1 3 种多糖组分(200 mg /ml)对 3 种细菌的抑制效果
由图 1 可见,亚洲蒲公英花序多糖组分 DPⅠa的抑菌效果
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LISHIZHEN MEDICINE AND MATERIA MEDICA RESEARCH 2012 VOL . 23 NO. 1 时珍国医国药 2012 年第 23 卷第 1 期
好于 DPⅠb和 DPⅡa,3 个组分对大肠杆菌的抑制作用强于对
金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌抑制作用。
3. 1. 2 抑制真菌活性 多糖浓度为 200 mg /ml 时,3 个组分对两
种真菌的抑制作用如图 2。
图 2 3 种多糖组分(200mg /ml)对真菌的抑制作用
由图 2 可知,多糖组分 DPⅠa和 DPⅠb对黑曲霉和酵母菌
有一定的抑制作用,两组分对两种真菌的抑制效果无明显差异;
而多糖组分 DPⅡa对两重真菌无明显的抑制作用。
3. 2 清除·OH活性
3. 2. 1 蒲公英花多糖对·OH的清除率 结果见图 3。
图 3 清除·OH活性
通过图 3 可知,组分 DPⅠ、DPⅡ和 DPⅠb对·OH的清除率
随多糖浓度升高而升高;而组分 DPⅠa和 DPⅡa对·OH几乎无
清除能力。
3. 2. 2 清除 O2
-·活性 蒲公英多糖对 O2
-·的清除率结果见
图 4。
图 4 清除 O2 -·活性
图 4 显示,各组分对 O2
-·的清除规律与对·OH 的清除类
似,即组分 DPⅠ、DPⅡ和 DPⅠb有清除力,且随多糖浓度的升高
而增加,组分 DPⅠa和 DPⅡa几乎没有清除力。
4 结论与讨论
4. 1 多糖的抑菌活性 蒲公英花多糖分子量大于 10KDa 的组分
DPⅠ经分离纯化得到的水洗部分 DPⅠa,对细菌及真菌的抑制
作用高于 DPⅠb和 DPⅡa,且高于粗多糖的的抑菌作用。3 个
组分对大肠杆菌的抑制作用高于对金黄色葡萄球菌和枯草芽孢
杆菌的抑制作用。3 个组分对细菌的抑制能力依次为 DPⅠa >
DPⅠb > DPⅡa;对 3 种细菌的抑制效果为大肠杆菌 >枯草芽孢
杆菌 >金黄色葡萄球菌;对两种真菌的抑制效果没有明显差异。
4. 2 多糖的抗氧化活性 各个组分对 O2
-·和·OH 的清除作
用趋于一致,DPⅠ、DPⅡ两组分对 O2
-·和·OH的清除力接近,
DPⅠb 对 O2
- ·和·OH 的清除作用最强,其 IC50值分别为
19. 65 mg /ml和 1. 81 mg /ml,DPⅠa和 DPⅡa的清除率很低。
人体的衰老、疾病都与机体的氧化损伤有关,尤其是衰老,目
前人们已经提出各种学说来解释,如:自由基学说、免疫功能下降
学说、脑中心学说、代谢失调学说、生物膜衰老学说、脂褐素与衰
老学说、衰老过程中基因淋巴因子及其基因表达改变学说等,其
中氧自由基学说最能解释机体衰老、生病的机理,所以最有说服
力,普遍为人们所接受[12]。而研究表明,毒性氧离子包括
O2
-·、H2O2、·OH 等,这些毒性氧自由基能够使细胞膜脂质过
氧化,增强细胞膜通透性,使细胞内含物流出;同时还可损伤细胞
内的蛋白质和 DNA。蒲公英多糖可以保护细胞免受自由基的破
坏,抑制组织脂质过氧化,避免自由基过多对人体造成危害。
亚洲蒲公英花序多糖的纯化有利于其发挥更大的活性,且随
多糖浓度的升高其活性加强。因此,深入研究蒲公英多糖的分离
纯化以及开发蒲公英多糖类药品及保健品具有较现实的意义。
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