全 文 ：·专论与综述·
苦瓜蛋白的药用价值
李　王景, 温博贵3 , 王　云Ξ
(汕头大学医学院 肿瘤分子生物学研究室, 广东 汕头　515041)
摘　要: 苦瓜为葫芦科苦瓜属植物, 从中提取的蛋白质成分包括: 蛋白酶抑制剂、核糖核酸酶、核糖体失活蛋白等,
具有比较广泛的药理学作用。M A P30 等可以通过使核糖体失活, 抑制肿瘤细胞蛋白质的合成, 抑制肿瘤细胞的生
长; 通过抑制 T 细胞的增长, 抑制H IV 病毒的复制, 达到治疗艾滋病的目的。笔者着重对其抗肿瘤作用及抗艾滋病
作用进行了综述, 认为苦瓜蛋白成分的开发和应用给恶性肿瘤和艾滋病的治疗提供了新的思路, 具有潜在的开发
应用前景。
关键词: 苦瓜蛋白; 抗肿瘤; 艾滋病
中图分类号: R 9　　　文献标识码: A 　　　文章编号: 0253 2670 (2004) 09 1068 03
Pharmacolog ica l activ it ies of m om orchar in
L I J ing, W EN Bo2gu i, W AN G Yun
(L abo rato ry fo r M o lecu lar B io logy of T umo r, M edical Co llege of Shan tou U niversity, Shan tou 515041, Ch ina)
Key words: momo rcharin; an t itumo r; A ID S
　　苦瓜M om ord ica charan tia L 1 为葫芦科苦瓜属植物, 始
载于明代《滇南本草》, 在中国、东南亚、土耳其等地均有广泛
的栽种和药用历史。《本草纲目》中记载, 苦瓜具有“除邪热,
解劳乏, 清心明目”等功效。清代张璐在《本经逢原》中也称苦
瓜“为除热解烦、清心明目之品”。土耳其人自古以来应用苦
瓜疗伤和治疗消化性溃疡 [1 ], 印第安人也有应用苦瓜治疗疟
疾等传染性疾病的历史。近年来的研究发现, 苦瓜具有降血
糖[2 ]、抗菌[3 ]、抗肿瘤[4～ 6 ]、抗艾滋病[7, 8 ]及抗生育[9 ]的功效。
苦瓜因其潜在的药用价值引起国内外学者的关注, 迄今为
止, 人们已成功地从苦瓜中提取了数种蛋白质, 经研究证实
其具有抗肿瘤和抗艾滋病等生物学活性。
1　苦瓜中分离的活性蛋白组份
　　20 世纪 50 年代以来, 人们陆续从苦瓜叶、种子和果实
中分离纯化了多种具有生物活性的蛋白质。1989 年 H ara 等
从苦瓜种子中分离纯化了 2 种胰蛋白酶抑制剂M CT I2I 和
M CT I2II, 并测定了它们的氨基酸序列。M CT I2I和M CT I2II
分别由 30 和 28 个氨基酸残基组成, 相对分子质量分别为
3 413和3 230。1993 年H uang 等应用X 射线衍射技术分析
了M CT I2II的晶体结构。1999 年H uang [10 ]等从苦瓜种子中
分离纯化了另一种胰蛋白酶抑制剂M CCT I21, 并测定了N
端 13 个氨基酸序列, 证实其与M CT I2I 有 85% 的同源性。
1995 年H am ato 等从苦瓜种子中分离到了一种胰蛋白酶抑
制剂M CT I2III 和 3 种弹性蛋白酶抑制剂M CE I2II,M CE I2
III 和M CE I2IV。此外, 从苦瓜中还分离出核糖酸酶 (RN ase
M C1) , 1991 年 Ide 等测定了它的氨基酸序列, RN ase M C1
由 191 个氨基酸残基连接而成, 相对分子质量为21 259, 属
于 RN ase T 2 家庭。N um ata 等[11 ] 应用点突变技术证实
H is34, H is83, Glu84, L ys87 和 H is88 与 RN ase M C1 的催
化活性密切相关。N akagaw a 等[12 ]应用X 射线衍射技术研究
RN ase M C1 的晶体结构, 证实其具有 10 个螺旋结构 (6 个 Α
螺旋, 4 个 3 股螺旋)和 8 个 Β片层结构。
从苦瓜中分离的生物活性物质中最引人注目的是一组核
糖体失活蛋白, 包括M A P30 (momo rdica an ti2H IV p ro tein of
30 kD a ) , Α2momo rcharin, Β2momo rcharin, momo rdin2I,
mono rdin2II和Χ2momo rcharin。除Χ2momo rcharin 外, 其余蛋
白质均为糖蛋白。这几种蛋白质均为 I型核糖体失活蛋白, 含有
一条多肽链, 具有N 2糖苷酶活性, 可以在特定位点 (A 4324 或
G4323) 水解核糖体 rRNA 腺苷上的糖苷键, 从而使核糖体失
活, 抑制细胞蛋白质合成, 进而导致细胞死亡。 1990 年L ee2
H uang 等首次从苦瓜种子和果实中分离纯化了一种 H IV 病毒
抑制剂, 命名为M A P30, 并测定了N 末端 40 个氨基酸序列。随
后他们测定了M A P30 的全部氨基酸序列,M A P30 含有 286
个氨基酸残基, 相对分子质量为32 018。Α2M omo rcharin 和 Β2
momo rcharin 分别为momo rdin2I 和momo rdin2II 的前体, 均
含有 286 个氨基酸残基, 相对分子质量分别为31 532和
32 031, 含 糖 量 分 别 为 116% 和 113%。M A P30, Α2
momo rcharin 和 Β2momo rcharin 均含有 23 个氨基酸的信号
肽,M A P30 和 Α2momo rcharin 有 48% 的氨基酸序列相同[13 ]。
·8601· 中草药　Ch inese T radit ional and H erbal D rugs　第 35 卷第 9 期 2004 年 9 月
Ξ 收稿日期: 2003211222
基金项目: 广东省教育厅自然科学研究项目 (Z02041)
作者简介: 李　 (1972—) , 山西人, 博士, 讲师, 主要从事肿瘤分子生物学研究。3 通讯作者　E2m ail: bgw en@ stu1edu1cn
W ang 等[14 ]比较了 Α2momo rcharin 和 Β2momo rcharin N 端 70
个氨基酸序列, 结果显示它们有 33 个 (47% ) 氨基酸残基是相
同的。Χ2M omo rcharin 为一种小分子的核糖体失活蛋白, 相对
分子质量为11 500, 等电点 915, 与其他核糖体失活蛋白不同的
是 Χ2momo rcharin 不具有RN ase 活性。部分苦瓜蛋白氨基酸
序列见图 1。
ERRCPR IL KQ CKRD SDCPGE C ICM A H GFCG
M CTI- I(30 AA , 3 413 MW )
R ICPR IWM EC KRD SDCM AQ C ICVD GHCG
M CTI- II(28 AA , 3 230 MW )
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M AP30 (28 AA , 32 018 MW )
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V TSKVV TSN I QLLLN TRN IA EGDN GDV STT HGFSSYΑ-momorchar in (286 AA , 31 532 MW )
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图 1　部分苦瓜蛋白的氨基酸序列
F ig11　 Sequences of am ino ac ids of some momorchar in s
2　苦瓜蛋白的药理作用
211　抗肿瘤作用: 从苦瓜中提取的具有抗肿瘤作用的成分
主要是M A P30, Α2momo rcharin 和momo rdin 等核糖体失活
蛋白, 它们作用于 28S rRNA , 导致核糖体失活, 抑制肿瘤细
胞蛋白质合成, 从而抑制肿瘤生长。Battelli 等[10 ] 发现
momo rdin 可以明显抑制绒毛膜细胞癌BeW o, JA R 和卵巢
癌 T G 细胞株的蛋白质合成, 但对 H eL a 细胞则无效。
Battelli 等分析了BeW o 细胞和 H eL a 细胞对momo rdin 的
摄入与细胞毒之间的关系, 发现二者并无相关性, 因此认为
肿瘤细胞对 momo rdin 敏感性的不同并非由于细胞对
momo rdin 内吞过程的不同所致。N g 等报道 Α2momo rcharin
可以抑制3H 胸腺嘧啶、3H 亮氨酸掺入 P388, JA R 和肉瘤 S180
细胞。L ee2H uang 等[13 ] 亦证实天然M A P30 和基因重组
M A P30 对脑胶质细胞瘤、乳腺癌、肝癌、黑色素瘤、骨髓瘤和
神经母细胞瘤均有明显抑制作用, EC50为 0121～ 0138 mo lö
L。L ee2H uang 等[4 ]应用3H 胸腺嘧啶掺入法及M T S 法观察
M A P30 对高转移性雌激素非依赖性乳腺癌细胞株M DA 2
M B 2231 的抑制作用, 结果发现M A P30 明显抑制肿瘤细胞
增殖, EC50 013～ 014 mo löL。它们进而将M DA 2M D 2231 iv
接种 SC ID 小鼠, 接种第 2 天 ip M A P30 (10 ΛgöEOD ) , 连续
10 d, 对照组 SC ID 小鼠中位生存时间为 43 d, 而治疗组
SC ID 小鼠中位生存时间明显延长, 达 64 d, 20%～ 25% 的
SC ID 小鼠生存期超过 96 d 而无肿瘤生长。L ee2H uang 等应
用 no rthern b lo t 及 R T 2PCR 法测定了M DA 2M D 2231 细胞
的 H ER 2 基因的表达情况, 发现加入 10 ΛgömL M A P30 72
h 后, H ER 2 基因表达显著下调, 仅及对照组的 5%～ 8%。
　　 I 型核糖体失活蛋白为单链蛋白, 与 II型核糖体失活蛋
白不同, 不含能与细胞膜上受体结合的植物凝集素, 与 II 型
核糖体失活蛋白比较, I 型核糖体失活蛋白较难透过细胞
膜, 所以毒性较小。为了提高 I 型核糖体失活蛋白的膜通透
性, 并增强其对肿瘤细胞杀伤的选择性, 人们将 I 型核糖体
失活蛋白与肿瘤特异性抗体通过共价键偶联在一起, 制备免
疫毒素 ( imm uno tox ins) , 可选择性杀伤特定的肿瘤细胞。
Bo logensi 等[15 ]将momo rdin 与Ber2H 2 单克隆抗体偶联, 作
用于CD 30+ 淋巴细胞L 540, 证实此免疫毒素明显抑制L 540
细胞蛋白质合成 ( IC50为 117×10212 mo löL ) , 比单独应用
momo rdin ( IC50> 510×1028 mo löL )效应增强近 104 倍。他们
还发现momo rdin 或Ber2H 2ömomo rdin 免疫毒素均可导致
L 540 细胞凋亡, A C50 (引起 50% 细胞凋亡的药物浓度) 分别
为 110×1027和 817×10211 mo löL。Bo logensi 等认为两种免疫
毒素具有抑制核糖体活性, 从而抑制了细胞蛋白质合成, 进
而引起细胞凋亡, 但具体机制尚待进一步研究。Bo logensi
等[16 ]将momo rdin 与抗淋巴瘤细胞膜抗原 CD 22 单克隆抗
体OM 124 偶联制备免疫毒素OM 124ömomo rdin。OM 124ö
momo rdin 抑制CD 22+ 细胞株D audi, EHM , BJAB , R aji 和
EM 21 蛋白质合成, IC50 为 10215～ 716×10211 mo löL , 但对
CD 222细胞株 HL 260 则无抑制作用; 他们还发现 OM 124ö
momo rdin 可引起CD 22+ 淋巴瘤细胞凋亡。Bo logensi 等进而
将 5×106 个D audi 细胞接种于 SC ID 小鼠, 然后 1175 m gö
kg OM 124ömomo rdin 免疫毒性治疗 ( 50% LD 50 )。结果
SC ID 小鼠生存期延长, 并且无明显不良反应; CD 22 抗原仅
出现在成熟B 细胞表面, 因此OM 124ömomo rdin 对成熟B
细胞起源的非霍杰金淋巴瘤具有选择性杀伤作用。Battelli
等应用单克隆抗体48 127 (识别人膀胱癌细胞表面抗原 g
p 54) 与momo rdin 相连制备免疫毒素, 然后将此免疫毒素加
入表达 g p 54的膀胱癌细胞株 T 24 培养液中培养 2 h, 然后再
换无免疫毒素的新鲜培养液继续培养 3 d, T 24 细胞蛋白质
合成明显受抑制, IC50为 2184×10210 mo löL , 加入 1028 mo löL
免疫毒素培养 3 d, T 24 细胞蛋白质合成抑制率可达 97%。
而若仅加入momo rdin 或无关抗体, 或靶细胞不表达 g p 54则
无此作用。L eamon 等研究表明将momo rdin 与叶酸共价偶
联后, 复合物经细胞吞饮作用进入内质网, 但由于momo rdin
缺乏引导移位序列, 因此复合物在内质网2高尔基复合体内
聚集, 释入胞浆缓慢, 故momo rdin2叶酸复合物对叶酸受体
高表达的肿瘤细胞作用较具有引导移位序列的 CysPE352叶
酸复合物慢 6 倍, 效应低 10 倍。
212　抗艾滋病作用: L ee2H uang 等于 1990 年从苦瓜种子和
果实中分离纯化了苦瓜蛋白M A P30, 并证实其可以抑制
·9601·中草药　Ch inese T radit ional and H erbal D rugs　第 35 卷第 9 期 2004 年 9 月
H IV 21 核心蛋白 p 24 表达及抑制 H IV 21 反转录酶活性, 其
IC50分别为 0122 和 0133 nmo löL , 认为M A P30 可能对H IV 2
1 感染有一定的治疗作用。Zheng 等[7 ]发现 Α2momo rcharin
可以抑制 H IV 21 在急性感染的 T 淋巴细胞中的复制, 但对
H IV 21 慢性感染无效。
M A P30 可以抑制 H IV 21 感染 T 淋巴细胞, 并抑制
H IV 21 在已感染的 T 淋巴细胞中复制。由于M A P30 不能进
入正常细胞, 故对正常细胞无毒性作用。M A P30 抗艾滋病的
机制主要有以下两个方面: 1)M A P30 可以使病毒L TR s 超
螺旋结构不可逆失活, 干扰病毒DNA 功能, 抑制 H IV 21 病
毒复制[13 ]; 2) 抑制 H IV 21 整合酶。H IV 21 整合酶催化病毒
DNA 整合入宿主基因组中, 形成前病毒, 然后作为病毒基因
转录的模板。整合过程需要两种病毒成分: 整合酶和病毒长
末端重复序列 (L TR s)。整合酶与L TR s 结合催化H IV 21 整
合入宿主基因组中, 此过程由 3 个步骤完成: (1) 3′端修饰:
从病毒L TR s 切去 2 个核苷酸 GT , 使 H IV 21 病毒 3′端以
CA 结尾以利于精确整合。 (2) 整合: 病毒DNA 3′端与缩主
DNA 5′端结合。(3)分解: 移去病毒DNA 5′2 个未配对的核
苷酸, 修复病毒DNA 与宿主DNA 之间的缺口。若此反应在
体外进行, 以目的DNA 模拟病毒整合过程, 则整合酶催化
病毒DNA 释放和目的DNA 修复, 此过程称之为分解。L ee2
H uang 等[12 ]在体外以目的DNA 模拟H IV 21 病毒整合过程,
发现M A P30 可以抑制 H IV 21 病毒整合酶催化的全部 3 个
步骤, 即 3′端修饰、整合和分解, 从而抑制 H IV 21 病毒的整
合过程。
3　结语
　　苦瓜不仅是中国人日常食用的蔬菜, 从苦瓜中提取的蛋
白质成分更是具有抗肿瘤和抗艾滋病的功效。苦瓜来源丰
富, 价格低廉, 使用安全, 因此, 苦瓜蛋白成分的开发和应用
给恶性肿瘤和艾滋病的治疗提供了一个新的思路, 具有广阔
的开发应用前景。
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