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Studies on anticoagulant constituents in dried Whitmania pigra

水蛭抗凝血活性成分的研究



全 文 :水蛭抗凝血活性成分的研究
钟 山,杨得坡1,崔 征2
(1.中山大学 药学院,广东 广州 510080;
2.沈阳药科大学 中药学院,辽宁 沈阳 110016)
[摘要] 目的:研究水蛭的抗凝血成分。方法:以血浆复钙时间为指标,应用SephadexDEAEA-50阴离子交
换树脂色谱、SephadexG-25和SephadexLH-20凝胶过滤色谱及反相高压液相色谱技术分离纯化。结果:得到3
个抗凝血活性多肽,其中化合物1,2在自然条件下互相转化,它们的相对分子质量分别为7100和5531;采用
HPLC及SDSPAGE鉴定了化合物3的纯度,采用MALDITOFMS法测定出其相对分子质量为8608,并测定了其
氨基酸组成。结论:推测化合物3为首次分离得到的抗凝血多肽,命名为蚂蟥多肽(whitmanin)。
[关键词] 蚂蟥;MALDITOFMS;蚂蟥多肽
[中图分类号]R284.1 [文献标识码]A [文章编号]10015302(2008)23278104
[收稿日期] 20080221
[基金项目] 广东省自然科学基金(8451008901000147)
[通讯作者]  钟山,Tel:(020)87333159,Fax:(020)
87333159,Email:lizhongshan100@yahoo.com.cn
  宽体金线蛭 WhitmaniapigraWhitman(又名蚂
蟥)为蚂蟥属 Whitmania动物,是民间水蛭品种之
一,分布于河北、山东、安徽、江苏、江西、湖北、湖南
等地,药用部位为干燥虫体,具有活血化瘀的功效。
全世界共有水蛭300多种,目前已知水蛭中的抗凝
成分主要为一些小分子肽类[17],其中以欧洲医用水
蛭中所含有的水蛭素(hirudin)研究最为透彻。但
是,我国广泛分布的2种不吸血的水蛭:宽体金线蛭
和柳叶蚂蟥W.acranulata,其活性成分一直未见研
究报道,尤其是作为我国水蛭商品主流的宽体金线
蛭,其活性成分目前仍不清楚,其干燥虫体入药的作
用机制更是未知[8]。因此,本研究对水蛭干燥虫体
中的抗凝血活性成分进行了追踪分离,得到3个活
性多肽。
1 仪器与试药
HPLC系统包括 LC-10AT高压输出泵(日本
岛津公司)、SPD-10A紫外可变波长检测器(日本
岛津公司)、色谱柱恒温箱(大连中汇达科学仪器有
限公司)及 Anastar色谱工作站(大连)。冷冻干燥
系统包括FD-1冷冻干燥机(郑州长城科工贸有限
公司)和2XZ-2型旋片真空泵(浙江黄岩求精真空
泵厂)。SZ-96型自动纯水蒸馏器(上海亚荣生化
仪器厂),Spectrumlab52紫外分光光度计(上海分
析仪器厂),J2-HS型高速冷冻离心机(德国 Beck
man公司),Reflex-Ⅲ型 MALDI-TOF-MS仪(德
国Beckman公司)。
DEAEA-50阴离子交换树脂、SephadexG-25
凝胶和 SephadexLH-20凝胶(瑞典 Phamacia公
司),色谱纯乙腈(山东禹王实业有限公司),其他试
剂均为国产分析纯。
水蛭购于湖南省长沙县药材公司,为直接晒干
品。经沈阳药科大学中药学院孙启时教授鉴定为宽
体金线蛭W.pigra,药材标本(05049602)保存于沈
阳药科大学中药标本馆。新西兰种大白兔(辽动实
合字045号)为沈阳药科大学动物室提供。
2 化合物的分离
2.1 抗凝血活性成分的提取及分离 参照水蛭素
的提取方法[3],将干燥的水蛭药材460g粉碎后用
40%的丙酮4℃冷浸4次,每次24h。提取液40℃
减压浓缩,再分别用60%和85%的乙醇进行沉淀,
得60%乙醇沉淀(A)242g和85%乙醇沉淀(B)
448g,冷冻干燥。将 A和 B按相当于原药材2%
的质量浓度配成生理盐水(NS)溶液,分别测定血浆
复钙时间(PRT),具体操作参照文献[9]。B部分具
有较强的抗凝活性见表1。
2.2 抗凝血活性成分的跟踪分离 将 B用缓冲液
Ⅰ(pH68的磷酸缓冲液,含 001mol·L-1的
NaCl)配制成45g·L-1的溶液,1000×g离心 10
min。DEAEA50谱柱色(16mm×50cm)预先用缓
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   表1 分离纯化各步骤的PRT测定结果(n=5)
No PRT/s
相对
PRT
活性回
收率/%
NS 2360±63 1000  
粗提液 3047±281) 1291 100
A 2456±67 1038  
B 3238±731) 1372 907
F1 3472±491) 1471 775
F2 2366±75 1002  
F3 2442±45 1035  
F4 2462±37 1043  
F11 2496±59 1058  
F12 3648±511) 1546 700
F121 2984±421) 1264 181
F122 2484±51 1052  
F123 3844±521) 1629 432
F124 2536±36 1074  
Fr.1231 2476±57 1049  
Comp.3 4202±401) 1780 406
  注:1)P<0001与生理盐水比较
冲液Ⅰ平衡6h。每次上样10mL,先用缓冲液Ⅰ洗
脱至洗脱液280nm无紫外吸收,再继续以001~1
mol·L-1的 NaCl梯度洗脱 10h,流速为 50mL·
h-1。同时用试管收集流分(每管6mL),在280nm
处测定紫外吸收度。以吸收度为纵坐标对试管号做
XY散点图,得洗脱图1。由图1可见,共得4个流
分:F1,F2,F3,F4,分别测定它们的血浆复钙时间,
结果表明F1的活性最强,见表1。
图1 85%乙醇沉淀的DEAEA50色谱图
  用001mol·L-1的NaCl溶液将F1配制成45
g·L-1的溶液,1000×g离心10min。SephadexG
-25色谱柱(26mm×100cm)预先用001mol·
L-1的NaCl溶液平衡6h,上样20mL,流速为60mL
·h-1,收集流分,并测定吸收度,得洗脱图2。由图
2可见,F1被分离为F11和F12。活性测定结果表
明F12活性较强,见表1,将其冷冻干燥,备用。
将 F12溶解于 001mol·L-1的氨水中,
1000×g离心 10min。SephadexLH-20色谱柱
(20mm×50cm)预先用001mol·L-1的氨水平衡
6h,每次加样05mL,洗脱流速20mL·h-1。收集
  
图2 F1的SephadexG-25色谱图
流分,并测定吸收度,得如图3所示的4个流分,其
中的F121和 F123都具有较强的活性。富集这
2个流分,待进一步纯化。
图3 F12的SephadexLH-20色谱图
  采用HPLC法纯化F121,由于样品量少,选择
反相色谱分析柱(HypersilC18柱,46mm×200mm,
5μm)。流动相为乙腈水(2∶98)(含003% KH2
PO4,用36%的醋酸调pH38),将F121用流动相
溶解,每次进样20μL,流速为1mL·min-1,柱温为
室温,于280nm处检测紫外吸收峰,色谱图见图4。
手动收集色谱图中的2个峰,得化合物1,2,由于这
2个化合物的量太少,没有进行活性测定,但由 F1
21的HPLC制备色谱图中只显示有化合物1,2,推
测这2个化合物均具有抗凝血活性或至少1个有抗
凝活性。
图4 Fr.121的制备HPLC图
  采用 HPLC纯化 F123,色谱柱为反相半制备
柱(HypersilC18柱,10mm×200mm,5μm),色谱图
见图5,手动收集保留时间为 15min的化合物 3。
该流分显示出强的抗凝活性,见表1。
3 结果
3.1 化合物1,2的 HPLC分析 MALDITOFMS分
析 在2.2色谱条件下,对化合物1进行分析,在同
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图4中化合物1,2相同的位置上都出现了吸收峰,
但化合物1的吸收峰远大于化合物2的吸收峰。
对化合物2进行研究所得的色谱图中,在与图
4中化合物 1和 2相同的位置上也都出现了吸收
峰,但化合物2的吸收峰远大于化合物1的吸收峰,
推测化合物1,2在自然条件下即可发生互变,或者
是这2个化合物纯度不够高。为了对这2个化合物
进行进一步的研究,取化合物2进行了 MALDITOF
质谱测定(化合物1的量太少):将样品溶解在乙腈
01%三氟乙酸(60∶40)中,然后将该溶液与等体积
的基质溶液[芥子酸溶于50%的乙腈(含01%)的
三氟乙酸]中,质量浓度为5g·L-1]混合,取该溶
液共结晶,待溶剂挥干后,用 MALDITOFMS仪进
行分析,化合物1,2的相对分子质量分别为7100
和5531。
如果两者在自然条件下能相互转化,但它们的
相对分子质量却相差1569。同时由于化合物1和
2茚三酮反应和molish反应均为阳性,因此,推测化
合物1,2可能是相对分子质量为1569的糖链在1
个肽链上结合或解离的两种状态。因为样品量较
少,留待进一步累积样品后研究。
3.2 化合物3的性质分析 在2.2色谱条件下,测
定化合物3的纯度大于98%。采用165%的分离
胶对化合物3进行 SDSPAGE分析,考马斯亮蓝染
色,化合物3为一电泳纯的多肽,相对分子质量在
81×103~104×103。MALDITOFMS测定化合
物3的相对分子质量为8608。
采用酸水解法测定化合物3的氨基酸组成。将
化合物3置于硅化试管中干燥后,在108℃恒沸盐
酸水解24h,水解液用氨基酸分析仪进行分析,结果
为:Asp513(5);Thr233(2);Ser558(6);Glu
839(8);Pro078(1);Gly968(10);Ala347(3);
Val282(3);Met097(1);Ile204(2);Leu405
(4);Tyr234(2);Phe335(3);His095(1);Lys
290(3);Arg298(3)。此外,在 His和 Lys之间存
在1个大于20的未知峰。
Asn和Gln在酸水解条件下被分别转化为 Asp
和Glu,所以Asn和 Gln均以 Asp和 Glu计算,合计
57个氨基酸残基,相对分子质量为6097581。各
氨基酸的比例与水蛭素系列的组成非常接近,只是
Asp的含量较少。Cys在酸水解条件下破坏严重,且
与茚三酮显色反应不明显,因此检测不出。考虑到
20余种水蛭素均含有6~7个 Cys组成3个分子内
键桥,推测化合物3中 Cys的个数可能也为6,与测
定出的57个氨基酸残基相加后,为63个氨基酸残
基,肽链相对分子质量为 6710401。而 MALDI
TOFMS所测相对分子质量为 8608,两者相差
1898。由于化合物3的 Molish反应为阳性,因此,
推测63个氨基酸残基形成的肽链上连有1个1898
的糖链。
目前为止,文献中没有报道过从水蛭中分离出
相对分子质量为8608的多肽,而且没有文献报道
过从水蛭中分离出具有糖基化的多肽。因此,推测
化合物3为1个新的抗凝多肽,将其命名为蚂蟥多
肽(whitmanin)。
4 讨论
本研究从宽体金线蛭中分得3个抗凝血活性多
肽,相对分子质量均在1万以下,均属于糖蛋白类,
推测该品种蚂蟥中还含有此类糖蛋白类物质。其中
whitmanin的氨基酸组成与水蛭素具有很大的同源
相近性:氨基酸数目相近,赖氨酸和组氨酸的数目一
致,都不含色氨酸,蛋氨酸的含量都很低,但与水蛭
素不同的是whitmanin中精氨酸和丙氨酸的含量较
高。这一方面说明各品种水蛭抗凝血活性成分性质
的相近性,另一方面也为以后研究whitmanin的结构
以及其他品种水蛭的化学成分提供参考。
本研究的起始材料为水蛭的干燥药材,与以往
文献报道中所用的新鲜水蛭或唾液不同,这说明水
蛭中所含的抗凝血物质不一定只存在于新鲜唾液
中,而应该是体内本身所含有的,并且其性质应该相
对比较稳定,这样才能在经过干燥和长期的储存后
保持良好活性。
[参考文献]
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StudiesonanticoagulantconstituentsindriedWhitmaniapigra
ZHONGShan1,YANGDepo1,CUIZheng2
(1.SchoolofPharmaceuticalSciences,SunYatsenUniversity,Guangzhou510080,China;
2.SchoolofTraditionalChineseMateriaMedica,ShenyangPharmaceuticalUniversity,Shenyang110016,China)
[Abstract] Objective:Tostudytheanticoagulantconstituentsindriedleech(WhitmaniapigraWhitman).Method:The
plasmarecalcificationtime(PRT)asindex,theconstituentswithanticoagulantactivitywereisolatedandpurifiedbyanionexchange
chromatographyonSephadexDEAEA50,gelpermeationchromatographyonSephadexG25andSephadexLH20columns,andthen
reversedphasehighperformanceliquidchromatographysuccessively.Result:Threeanticoagulantpolypeptideswereisolatedandpuri
fied.Compounds1and2canbetranslatedeachotherinnaturalconditions,andtheirmolecularweightsare7100and5531,respec
tively.Compound3wasidentifiedasapurepolypeptidebyHPLCandSDSPAGE,anditsmolecularweightwasdeterminedas8608
byMALDITOFMS.Theaminoacidcompositionofcompound3wasalsodetermined.Conclusion:Compound3wasinferedtobea
novelanticoagulant,andnamedwhitmanin.
[Keywords] Whitmaniapigra;MALDITOFMS;whitmanin
[责任编辑 王亚君]
[收稿日期] 20080411
[基金项目] 西安理工大学科研创新项目(108210511)
[通讯作者] 何仰清,Tel:(029)82066360,Email:hyq7978863
@163.com
毛梗翠雀花化学成分的研究
何仰清1,马占营2,杨 谦1,余晓皎1,高黎明3,姚秉华1
(1.西安理工大学 应用化学系,陕西 西安 710054;
2.咸阳师范学院 化学系,陕西 咸阳 721000;
3.西北师范大学 化学化工学院,甘肃 兰州 730070)
[摘要] 目的:研究毛梗翠雀花化学成分。方法:柱色谱分离,根据波谱数据鉴定化合物结构。结果:从全草
氯仿部位分离得到6个化合物,分别鉴定为 siwanineE(1),异阿替生(isoatisine,2),12epinapeline(3),乌头原碱
(aconine,4),ajadelphinine(5)和β谷甾醇(6)。结论:化合物1~6均为首次从该植物中分离得到。
[关键词] 翠雀属;毛梗翠雀花;二萜生物碱
[中图分类号]R284.1 [文献标识码]A [文章编号]10015302(2008)23278403
  毛梗翠雀花属于毛茛科翠雀属植物,广泛分布 于陕西东南部[1],全草可入药,具有镇痛、镇静、祛
风湿、解热等功效,民间用于治疗跌打损伤、止咳平
喘等疾病[2]。有关该植物化学成分的研究迄今未
见文献报道,因此,对毛梗翠雀花全草的化学成分进
行了研究,从氯仿部位中分离得到6个化合物,皆为
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