抗菌抗病毒海洋活性物质研究进展
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抗菌、抗病毒海洋活性物质研究进展
班级:生物工程1311班姓名:张坤煌学号:201321042023
摘要:进入21 世纪以来,海洋生物已成为天然药物的重要来源之一,从各类海洋生物中可提取分离到具有各种药用活性的化合物,具有开发成新药的潜力。海洋多变复杂的环境导致了海洋生物的多样性。近年来,在对海洋生物的研究中发现了许多独特的生物活性物质。通过对这些生物活性物质的提取、药理研究,为新药的开发和各种疑难疾病的治愈提供了新的希望。本文就海洋生物活性物质的几种重要生物活性,如抗菌、抗病毒,分别进行概述,概括了海洋生物活性物质的研究方法以及存在的问题,同时对海洋生物活性物质主要种类、研究方法和具体应用进行了简要阐述,对前景进行了展望。
关键词:海洋生物、活性物质、抗菌、抗病毒。
Abstract: Since the 21st century marine organism has become one of
important source of natural medicines. Medicinal active compounds
extracted and separated from which have the potential of being new
medicines.The environment of sea is changeable and complex,which causes the diversity of marine microorganism.In recent years,many unique bio active materials were found in the researches of marine microorganism.The extraction and pharmacology of these bio active materials were studied,which provide new hope for the development to of new medicines and the cure of different diseases.Several kinds of important bio activity of active materials from marine microorganism were introduced,such as anti-tumor,antibacterial,enzyme and enzyme inhibitor activity.And the research methods and existing problems of active materials from marine microorganism were summarized. In this
paper,the main kinds,research method and concrete application of
marine organism were briefly expounded,and foreground of marine
organism in near future were prospected.
Key words: Marine organism;Active material;Anti-bacteria;Anti-virus
海洋是生命的发源地,约占地球表面积的71%,其中生物种类20多万种,其多样性远远超过陆地生物的多样性。由于海洋环境具有高盐度、高压、低营养、低温和无光照等条件,从而形成了海洋生物与陆地生物不同的生长方式和代谢系统。近年来,随着人们对海洋生物研究的不断深入,发现了多种多样的生物及许多具有新颖、特异化学结构的生物活性物质。海洋生物活性物质主要包括生物信息物质、生理活性物质、海洋生物毒素及生物功能材料等。目前,从海洋生物中已相继发现300余种新型化合物,结构新颖并具有多样性:有枯类、聚醚类、当醇类、皂昔类、生物碱、多糖、小分子肤、核酸及蛋白质等,并具有丰富的生理及药理活性,包括抗菌、抗病毒等多种功能。多年来,国内外一直致力于这方面的研究,试图从中开发结构明确,疗效肯定的新型生物活性物质,以用于攻克人类面临的重大疑难疾病,其中具有高生物活性和高选择性的海洋生物毒素备受重视,成为研究的热点。
国内外海洋生物活性物质研究现状
1.1 国外海洋生物活性物质研究现状
美国是最早研究海洋生物抗菌肽物质的国家之一。随着“回归自然”浪潮的出现,人们越来越关心环境生态与污染、化学致癌物等的关系。天然产物的化学分离与化学分析的长足进步,使现在能以从前根本不可实现的速度进行分子的提取与鉴定。
日本海洋生物技术研究院及海洋科学和技术中心每年用于海洋生物活性物质开发的经费为
1亿多美元。在海洋生物活性物质方面的研究发展很快,对海洋微生物、微藻类、海绵、芋螺、海参等多种海洋动植物和微生物等所产生的活性物质进行研究,其中以海绵和海藻类研究最多。欧盟制订了海洋科学和技术计划,重点资助项目中有“从海洋生物资源中寻找新药”,近年来,发现了450 多个具有不同生物活性的新海洋天然产物,其中31个化合物具有明显的抗肿瘤活性。每年用于海洋药物开发的经费也有1亿多美元。
1.2 我国海洋活性物质的研究概况
我国利用海洋生物资源入药治疗、健体强身的历史非常悠久。但现代海洋药物研究则始于20 世纪70 年代。1997 年我国启动海洋高技术计划,海洋药物的开发被列为重点,从而以沿海城市为中心,形成科研、生产、开发技工贸一体化的生产网络。据初步统计,我国近海已发现具有药用价值的海洋生物达700多种。
总的来看,虽然我国对海洋生物活性物质的研究投入了大量的人力物力,但是到目前,在海洋药物开发方面真正达到临床应用和产业化生产的却很少,能获得一类新药证书的更是寥寥无几。但在海洋保健品和功能食品的研究和开发方面,近年来国内外却取得了不少成绩。无论是海洋药物还是海洋保健品开发,最多的都是集中在抗癌和防治心脑血管病两个方面。
1.3 我国在该领域存在的主要问题与应采取措施
目前我国海洋生物活性物质的研究和开发与世界先进国家相比还有差距,主要表现在:(1)活性物质筛选等基础性工作薄弱。
1976 年以来,全世界从海洋生物中分离得到的新型化合物达3000多种,而我国进行海洋生物活性物质筛选的单位不多,分离得到单体且属新型化合物的很少,其原因是筛选需要大量的投入,而且短期内难以见到经济效益;
(2)活性物质的分离、纯化等技术与国外存在较大差距,设备落后、质量差、速度慢;(3)利用基因工程、细胞工程、酶工程、生化工程等生物技术手段进行海洋生物活性物质开发刚起步,大部分项目还处于研究的初期。
(4)产业化水平低。国内虽已开发出了一些海洋药品,但真正能称为海洋一类新药者很少,多属于中药类,而且大部分的长期疗效有待进一步观察;开发出的海洋保健食品,只有少数是功能因子已知的第三代保健食品;海洋化妆品、海洋生物分子材料的研究开发则更少。很多研究开发项目常常出现一窝峰而上的现象,很多是低水平重复。
为加快我国海洋生物活性物质研究和开发的速度,需增加经费支持,国家和地方政府应加大资金投入,相关企业从自身利益出发也应给予充分的重视,提前介入有关的研究与开发;全国应建立相应的海洋生物活性物质研究开发中心或基地,中心既要有较高水平的研究队伍,又要配备比较先进齐全的设备;要发挥高校、科研院所和生产企业三方面优势,共同努力,加快培养相关的研究技术人才,同时,要吸引更多从事本领域研究和开发的留学人员回国参与该领域工作;建立全国从事海洋生物活性物质研究开发的协调组织和全国海洋生物活性物质数据库。
抗菌、抗病毒海洋生物活性物质的种类与生理作用
2.1 具有抗菌作用的海洋生物活性物质
海洋中具有抗菌活性的物质主要存在于海绵、海藻、海洋纤毛虫、海洋细菌等生物中。已报道的抗菌活性物质的活性成分大多为生物碱、多糖类、脂类、蛋白质、萜类等化合物,如Matsunaga等从红海海绵( Theonella swinhoei)中分离得到2种新的具抗菌作用的血浆纤维多糖; Ellaiah P等从印度本地不同泥层中分离到罕见的放射菌类,并研究了所有分离株的抗菌活性和酶活性,结果表明有34 种分离物(占所有分离物的36. 95% )具备极好的抗菌活性; Iijima 等从印度海兔(Dolabella auricu laria )的皮肤及其粘液中分离到一种被命名为Dolabellanin B2 的抗菌肽,由33 个氨基酸残基组成,当这种肽的浓度达到2. 5~100 mg/mL时,即对致病微生物具有细胞毒作用, 同时对裂殖酵母( Schizosaccharomyce spombe) IFO 1628 和