全 文 ：文章编号:1002-1302(2004)06-0163-02
苦瓜子中植物胰岛素的降糖作用
盛清凯 , 姚惠源
(江南大学食品学院 , 江苏无锡 214036)
　　摘要:对苦瓜子中植物胰岛素的降糖作用及其降糖功能肽段的研究表明 , 皮下注射苦瓜植物胰岛素可降低
正常小鼠和四氧嘧啶糖尿病模型鼠的血糖 , 口服无效;用胃蛋白酶 、胰蛋白酶水解后 , 苦瓜植物胰岛素的降糖作用
丧失。
　　关键词:苦瓜;植物胰岛素;皮下注射;口服;血糖
　　中图分类号:S642.501　　文献标识码:A
收稿日期:2004-04-22
作者简介:盛清凯(1971—),男 ,山东济南人 ,博士 ,助理研究员 ,从事
粮食 、油脂与植物蛋白工程研究。Tel:(0510)5869417;E-mail:qk-
sheng@163.com。
　　苦瓜作为一种药食同源植物 ,具有安全降糖功
能 ,人们常用苦瓜汁 、苦瓜冻干粉等来降低动物的高
血糖[ 1 ,2] 。对苦瓜中的功能因子 , 人们进行了长期
探索 。1981年 Khanna 等人[ 3]采用有机酸和醇提取 、
薄层层析方法首次从苦瓜果实和种子中分离出苦瓜
降糖多肽-P(P -insulin)。该多肽皮下注射后 ,可
降低试验型鼠 、猴和糖尿病人的高血糖。苦瓜多肽
-P 由 166 个氨基酸残基组成 ,分子量约为11 000
Da 。因提取方式与动物胰岛素相似 ,且薄层层析迁移
率与动物胰岛素一致 ,多肽-P又称为植物胰岛素(P
-insulin)。因苦瓜品种差异及薄层层析方法不适宜
大量制备 ,该多肽的研究尚处于初级阶段。
笔者采用酸醇提取 、丙酮沉淀 、凝胶分离 、反相
高效液相色谱纯化技术分离出该植物胰岛素 ,并首
次测出了其氨基酸序列[ 4] 。该多肽的氨基酸序列
为:H-Gly-Cys-Asp-Glu -Ala-Leu-Phe-Lys
-Arg-Ser-Thr-Pro-Gly-Val-Ile-Pro-Thr-
Arg-His-Met-Asp-Asp-Pro -Thr-Gly -Gly-
Val-Cys-Leu-Tyr-Glu-Ser-Ile-Arg-Asp-Thr
-Ser-Glu-Pro-Gly-Ala-Val-Ala-Leu-Arg-
Asp-Glu-Gly -Lys-Val-Asp-Glu-Ser-Met-
Thr-Asp-Gly -Lys-Asp-Asp-Gly -His-Leu-
Ala-Glu-Arg-Lys-Pro -Val-Ala-Gly -Asp-
Leu-Val-Ala-Glu-Lys-Asp-Phe -Gly-Ala-
Ser-Gly-Asp-Val-Glu-Cys-Ile-Thr-Pro-Phe
-Gly-Asp-Thr-Asp-Glu-Leu-Glu-Pro -Gly
-Gly-Gly-Gly-Leu-Ile-Val-Ala-Pro -Ser-
Thr-Asp-Arg -Lys-Leu-Lys-Ser-Pro -Leu-
Phe-Val-Ala -Glu-Ser-Ala-Glu-Leu-Lys-
His-Ala-Ser-Glu-Val-Lys-Arg-Ser-Ile-His
-Glu-Pro-Glu-Ala-Leu-Ala-Asp-Ser-Glu-
Gly-Arg -Lys-Phe -Leu-Ala-Gly -Glu-Lys-
Ala-Ile-Arg-Arg-Lys-Lys-Val-Ile-Leu-Glu
-Ser-(OH)。
为了探讨苦瓜子中植物胰岛素不同给药方式的
降糖效果及寻找其降糖功能肽段 ,本试验将其用胃
蛋白酶 、胰蛋白酶酶解后 ,给正常小鼠和四氧嘧啶模
型鼠口服或皮下注射。
1　材料与方法
1.1　试验材料
苦瓜子(广西北生药业集团提供);药品试剂:四
氧嘧啶(美国 SIGMA公司),血糖试纸(美国强生公
司),胃蛋白酶(上海源聚生物科技有限公司),胰蛋
白酶(NoVo Nordisk 公司);动物:昆种小鼠 , 18 ～ 22
g/只 ,雌雄各半 ,由江苏省无锡江源医院提供。
1.2　仪器
Touch II 血糖监测仪 ,美国强生公司产品。
1.3　苦瓜植物胰岛素制备
苦瓜子粉碎后 ,酸醇提取 ,丙酮沉淀 ,Sephadex G
-50分离制备。将制备的苦瓜子中植物胰岛素样
—163—江苏农业科学　2004年第 6 期
DOI :10.15889/j.issn.1002-1302.2004.06.062
品按以下 3种方案处理:样品 1:将样品溶于水 ,多
肽浓度为 1 mg/ml;样品 2:将样品溶于 pH值为 2.0
的盐酸水溶液 ,多肽浓度为 1 mg/ml ,按 3 000∶1(V/
V)的比例加入胃蛋白酶 ,37 ℃酶解 4 h后灭酶低温
保存;样品3:将样品溶于 pH 值为 8.0的NaOH水溶
液 ,多肽浓度为 1 mg/ml ,按 30∶1(V/V)的比例加入
胰蛋白酶 ,37 ℃酶解 4 h后灭酶低温保存。
1.4　试验结果处理
采用 t 检验 ,将试验组与对照组数据进行统计
处理 。
2　结果与分析
2.1　苦瓜子中植物胰岛素对正常小鼠血糖的影响
将小鼠随机分为 5组 ,每组 10只 。禁食过夜
后 ,正常对照组皮下注射蒸馏水 ,其余 4组小鼠中的
3组分别皮下注射样品 1 、样品 2 、样品 3 ,剩余 1组
口腔灌胃样品 1。皮下注射和口腔灌胃剂量皆为 10
ml/kg 体重 。给药2 h后尾部取血 ,测血糖值。试验
结果(表 1)表明 ,皮下注射苦瓜植物胰岛素可极显
著降低正常小鼠的血糖(P <0.01),口服无效 。胃
蛋白酶 、胰蛋白酶水解后 ,该多肽降糖活性丧失。
表 1　苦瓜植物胰岛素对正常小鼠血糖的影响
试验分组 试验动物数(只) 血糖值(mmol/ L)
正常对照组 10 5.12±0.33　　
皮下注射组 10 3.20±0.26＊＊
口腔灌胃组 10 5.25±0.30　　
胃蛋白酶组 10 5.02±0.15　　
胰蛋白酶组 10 4.68±0.22　　
　　注:＊＊表示与正常对照组相比差异极显著(P <0.01)。
2.2　苦瓜子中植物胰岛素对四氧嘧啶糖尿病小鼠
血糖的影响
取10只小鼠作为正常对照组 ,皮下注射蒸馏
水。其余的小鼠以 200 mg/kg 体重剂量腹腔注射
4%的四氧嘧啶水溶液 ,建立糖尿病模型。将模型小
鼠分为5 组 ,每组 8 ～ 10 只 ,其中 1 组为模型对照
组 ,皮下注射生理盐水;另4组为试验组 ,其中 3组分
别皮下注射样品1 、样品 2 、样品3 ,剩余 1组口腔灌胃
样品 1。皮下注射和口腔灌胃剂量皆为 10 ml/kg 体
重。各组每天给药 1次 ,连续给药6 d ,第6 d给药2 h
后尾部取血 ,测血糖值。试验结果(表2)表明 ,苦瓜子
中植物胰岛素皮下注射后 ,可极显著降低四氧嘧啶糖
尿病小鼠的血糖(P<0.01),口服无效。胃蛋白酶 、胰
蛋白酶水解后 ,该多肽降糖活性丧失。
表 2　苦瓜子中植物胰岛素对糖尿病小鼠血糖的影响
试验分组 试验动物数(只) 血糖值(mmol/ L)
正常对照组 10 6.24±0.33　　
模型对照组 9 15.23±0.42　　
皮下注射组 10 6.46±0.24＊＊
口腔灌胃组 8 14.90±0.32　　
胃蛋白酶组 9 14.30±0.26　　
胰蛋白酶组 9 13.05±0.16　　
　　注:＊＊表示与模型对照组相比差异极显著(P <0.01)。
3　讨论
动物给药方式不同 ,作用效果可能不同。口腔
灌胃后 ,多肽蛋白类药物在胃 、肠消化酶的作用下 ,
有可能被分解失效 。动物胰岛素(人 、猪 、牛)口服
后 ,降糖效果丧失 。因此动物胰岛素常皮下注射 、肌
肉注射或包覆处理后口服给药 ,以避免消化酶的降
解。本试验苦瓜子中植物胰岛素皮下注射有效 ,而
口服无效 ,说明在胃 、肠消化酶作用下 ,该多肽被降
解失效。
将苦瓜子中植物胰岛素进行酶解 ,观察其降糖
效果 ,可寻找其降糖功能肽段或功能位点 ,为将来药
物分子的设计提供帮助 。胃蛋白酶水解芳香族或其
他疏水氨基酸的羧基或氨基形成的肽键[ 5] ,其主要
作用点为 Tyr、Phe 、Trp 、Met 、Leu ,其他作用点为 Ala 、
Glu 、Asp等 。根据胃蛋白酶的作用位点 ,推断苦瓜
植物胰岛素被水解成不同的肽段及氨基酸(图 1 ,
“ ↑”所指处为水解的肽键)。
H-Gly-Cys-Asp-Glu-Ala↑-Leu↑-Phe↑-Lys-Arg-Ser-
Thr-Pro-Gly-Val↑-Ile-↑Pro-Thr-Arg-His-Met-Asp-Asp
-Pro-Thr-Gly-Gly-Val-Cys-Leu-Tyr↑-Glu-Ser-Ile-Arg
-Asp-Thr-Ser-Glu-Pro-Gly-Ala-Val↑-Ala↑-Leu-Arg-
Asp-Glu-Gly-Lys-Val-Asp-Glu-Ser-Met-Thr-Asp-Gly-
Lys-Asp-Asp-Gly-His-Leu↑-Ala-Glu-Arg-Lys-Pro↑-Val
↑-Ala-Gly-Asp-Leu↑-Val↑-Ala-Glu-Lys-Asp-Phe-Gly
-Ala-Ser-Gly-Asp-Val-Glu-Cys-Ile-Thr-Pro↑-Phe-Gly
-Asp-Thr-Asp-Glu-Leu-Glu-Pro-Gly-Gly-Gly-Gly-Leu↑
-Ile↑-Val-↑Ala-↑Pro-Ser-Thr-Asp-Arg-Lys-Leu-Lys-
Ser-Pro↑-Leu↑-Phe↑-Val↑-Ala-Glu-Ser-Ala-Glu-Leu
-Lys-His-Ala-Ser-Glu-Val-Lys-Arg-Ser-Ile-His-Glu-
Pro-Glu-Ala↑-Leu↑-Ala-Asp-Ser-Glu-Gly-Arg-Lys-Phe
↑-Leu↑-Ala-Gly-Glu-Lys-Ala↑-Ile-Arg-Arg-Lys-Lys
-Val↑-Ile↑-Leu-Glu-Ser-(OH)
图 1　苦瓜子中植物胰岛素的胃蛋白酶水解图
胰蛋白酶只专一性地水解赖氨酸 、精氨酸羧基
形成的肽键[ 5] 。根据胰蛋白酶水解作用位点 ,推断
(下转第 165页)
—164— 江苏农业科学　2004年第 6 期
文章编号:1002-1302(2004)06-0165-03
遥感技术在鱼塘面积估算中的应用
张娅香 , 黄晓军 , 何　维 , 胡雪琼
(江苏省农业科学院农业资源与环境研究中心 ,江苏南京 210014)
　　摘要:本研究以江苏明天滩涂公司海北基地为例 ,以 ETM 影像为主要信息源 ,结合实地测查 ,用 ERDAS 作为
遥感数据处理的工具 、ARC/ INFO地理信息系统软件作为编辑工具 ,综合应用“ 3S”技术对该基地的总面积 、各个鱼
塘的塘口 、堤坝 、办公区等面积进行调查 , 并绘制该基地的土地利用专题图。
　　关键词:遥感技术;ETM影像;面积估算;滩涂鱼塘
　　中图分类号:S127　　文献标识码:B
(上接第 164页)
该多肽被水解成不同的肽段及氨基酸(图 2 , “ ↑”所
指处为水解的肽键)。
H-Gly-Cys-Asp-Glu-Ala-Leu-Phe-Lys↑-Arg↑-Ser-Thr
-Pro-Gly-Val-Ile-Pro-Thr-Arg↑-His-Met-Asp-Asp-Pro
-Thr-Gly-Gly-Val-Cys-Leu-Tyr-Glu-Ser-Ile-Arg↑-Asp
-Thr-Ser-Glu-Pro-Gly-Ala-Val-Ala-Leu-Arg↑-Asp-Glu
-Gly-Lys↑-Val-Asp-Glu-Ser-Met-Thr-Asp-Gly-Lys↑-
Asp-Asp-Gly-His-Leu-Ala-Glu-Arg↑-Lys↑-Pro-Val-Ala
-Gly-Asp-Leu-Val-Ala-Glu-Lys↑-Asp-Phe-Gly-Ala-Ser
-Gly-Asp-Val-Glu-Cys-Ile-Thr-Pro-Phe-Gly-Asp-Thr-
Asp-Glu-Leu-Glu-Pro-Gly-Gly-Gly-Gly-Leu-Ile-Val-Ala
-Pro-Ser-Thr-Asp-Arg↑-Lys↑-Leu-Lys↑-Ser-Pro-Leu
-Phe-Val-Ala-Glu-Ser-Ala-Glu-Leu-Lys↑-His-Ala-Ser
-Glu-Val-Lys↑-Arg↑-Ser-Ile-His-Glu-Pro-Glu-Ala-
Leu-Ala-Asp-Ser-Glu-Gly-Arg↑-Lys↑-Phe-Leu-Ala-Gly
-Glu-Lys↑-Ala-Ile-Arg↑-Arg↑-Lys↑-Lys↑-Val -Ile -
Leu-Glu -Ser-(OH)。
图 2　苦瓜子中植物胰岛素的胰蛋白酶水解图
苦瓜子中植物胰岛素被胃蛋白酶 、胰蛋白酶水
解后皮下注射试验鼠 ,无降糖效果 ,说明酶水解后的
多肽段无降糖效果 。皮下注射植物胰岛素较麻烦 ,
因此将植物胰岛素采用舌下含服或包覆处理 ,防止
胃肠消化酶的水解 ,将是下一步的研究工作 。将苦
瓜子中植物胰岛素进行木瓜蛋白酶 、糜蛋白酶等其
他蛋白酶酶解 ,或采用生物信息学的方法[ 6] ,有可能
找到该多肽的最小功能肽段或功能位点。
参考文献:
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with exercise on blood glucose in type 2 diabetic mice[ J] .Biol Pharm
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charantia[ J] .J Ethnopharmacol , 2003, 88(1):107～ 111.
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[ 5] 沈　同 ,等主编.生物化学(上册)[ M] .北京:高等教育出版社 ,
1993.
[ 6] 赵国屏 ,主编.生物信息学 [ M] .北京:科学出版社 , 2002.
　　滩涂是海洋与陆地的过渡带 ,具有丰富的生物
资源和复杂的生态系统以及自然地理功能。我国海
收稿日期:2004-08-03
基金项目:江苏省高新技术项目(编号:BG2001322)和江苏省国际合
作项目(编号:BZ2001050)。
作者简介:张娅香(1964—),女 ,江苏涟水人 ,助理研究员, 主要从事
遥感技术农业应用研究。 Tel:(025)84390206;E-mail:zyxnky @
hongen.com.cn。
岸线长达 18 000 km ,国民经济总量的 60%以上来自
于沿海地区。我国是一个多山国家 ,且人口众多 ,耕
地面积特别是人均耕地面积少 ,人口资源矛盾突出。
我国人民的食物结构中 ,蛋白质比重特别是来自海
洋渔业的优质蛋白质比重 ,与世界发达国家相比还
很低 。因此 ,我国十分重视滩涂开发和利用 。
江苏省滩涂资源十分丰富 , 占全国滩涂面积
的 1/4 ,占全省耕地面积的1/7。现有沿海滩涂面积
—165—江苏农业科学　2004年第 6 期