枣中环磷酸腺苷的研究进展

杨芳媛　赵智慧　赵 锦　郭金堂　刘孟军，4*

(1 河北农业大学中国枣研究中心， 河北 保定 071000)(2 河北农业大学生命科学学院， 河北 保定 071000)(3 河北农业大学山区研究所， 河北 保定 071000)(4 北京林果业生态环境功能提升协同创新中心， 北京 昌平 102206)



枣中环磷酸腺苷的研究进展

杨芳媛1赵智慧1赵 锦2郭金堂3刘孟军1，4*

(1 河北农业大学中国枣研究中心， 河北 保定 071000)(2 河北农业大学生命科学学院， 河北 保定 071000)(3 河北农业大学山区研究所， 河北 保定 071000)(4 北京林果业生态环境功能提升协同创新中心， 北京 昌平 102206)

环磷酸腺苷是重要的生物活性物质，对增强人体抵抗力以及抑制癌细胞生长等有重要作用。在目前已测动植物中，枣中环磷酸腺苷含量最高。对枣环磷酸腺苷检测方法、提取方法以及合成代谢关键基因进行了综述，有助于枣产业开发以及将为果实分子育种提供科学依据。

枣； 环磷酸腺苷； 代谢

枣(Ziziphus jujuba Mill.)是药食同源植物，鼠李科枣属[1]，原产中国，种植历史悠久。据报道，枣中环磷酸腺苷( cAMP )含量是所有已知动植物材料中最高的[2]。而且cAMP是枣果中最重要的生物活性物质，并且具有调节细胞内的物质代谢[3]、降血糖、抑制癌细胞生长等显著作用[4-5]。因此枣cAMP功能性产品开发具有重要的市场价值。

1　枣中cAMP检测方法

天然的cAMP无毒副作用，商业价值较高，因此，cAMP的检测与分离现阶段研究较为广泛[6]。

1957年， Sutherland 从哺乳动物的组织中发现了cAMP[7-8]。Cyong J等人采用薄层色谱法检测出枣果中cAMP。在化学反应中，利用薄层色谱观察原料斑点的逐步消失来判断反应是否完成[9]。此试验证明，枣果完熟期cAMP含量远远高于其他时期。但是此操作繁琐且时间长、灵敏度低。

在此之后，刘孟军和王永蕙对枣和酸枣等14种植物的cAMP进行了研究，采用竞争蛋白结合法和酶联免疫吸附法，抗体与酶复合物相结合，并通过显色来检测，具有灵敏度高、用样少等特点[10]。测定结果表明，枣和酸枣含量明显高于其他植物，并且山西木枣成熟果肉中含量最高。但是此方法造价比较高，试剂要求也更严格。

随着分析仪器的逐渐更新，高效液相色谱在产物分析中逐渐体现出优势，其优点为微量、快速、高效。史红梅等人利用高效液相色谱，创建了有效方法来测定枣汁中cAMP含量，其色谱条件是：应用Shim-PackVP-ODS 色谱柱，检测波长为260 nm，流动相是甲醇与0. 1mol/L磷酸二氢钾缓冲液，体积比为30 ：70，流速为0.6 ml/min，回收率101. 5%[11]。目前，高效液相色谱法被广泛应用。

2　枣中cAMP提取方法

由于大枣中 cAMP含量丰富，近年来从枣中提取 cAMP 的相关的研究较多。JC Cyong 等率先从枣中分离出cAMP，利用离子交换柱法并优化了该分离提取工艺[9]。李明等对离子交换树脂提取法进行改进，将6步缩减到3步，并将树脂转型，将氯型转变成羟基型树脂，分离效果比较好。米东等采用硅胶柱层析法进一步纯化分离，首次使国产离子交换树脂代替进口，大大降低了成本[2]。

王向红将枣果中cAMP的不同提取方法进行了比较，结果显示，水浴法提取效果最好。此试验步骤为：用沸水将样品溶解于500 ml容量瓶中，再冷却，60 ℃水浴48 h后定容[12]。之后，又有人对超声法进行了优化。蒋劢博建立一种基于超声波辅助提取红枣中cAMP的方法。结果测出cAMP 最佳提取参数：料液比为 1: 15. 5、处理时间为 11.7 min、超声波功率为 314 W，提取率高达 96. 80%[13]。高乔军等采用微波-超声波辅助提取金丝小枣的cAMP，得到了提取最佳参数：料液比为1: 8，超声处理温度为20 ℃、超声时间21 min、超声功率300 W，微波功率440 W、微波时间64 s，极大提高了cAMP 提取率，提高了枣的利用价值[14]。

3　枣中cAMP含量多样性

3.1枣不同品种cAMP含量多样性

刘孟军教授研究发现：枣和酸枣品种及类型的成熟果肉中cAMP 含量存在很大差异。在44个枣品种中，每克鲜果肉测得的cAMP 含量平均值为38. 05 nmol (SD=50. 09 nmol), 其中山西木枣最高且达到302. 5 nmol，测得最低值在3. 75 nmol以下，59 个酸枣品种和类型的平均值为23. 87 nmol(SD=3. 76 nmol)，54号酸枣最高且值为152. 0 nmol，最低的不足3. 75 nmol[10]。张倩等人对不同枣cAMP含量进行了详细的检测和分析，得到cAMP含量比较高的是新疆大枣等等[2]。

3.2枣不同时期、器官cAMP含量多样性

王向红等发现在枣果的生长发育期间，随着果实的不断成熟，cAMP 含量急剧增加，到枣果完全成熟后达到最大值[12]。赵爱玲等[15]对不同发育时期的枣果cAMP含量进行测定，结果显示白熟期、脆熟期、完熟期含量依次升高，差异极显著。在检测26个品种不同器官的cAMP含量时，发现果皮的含量最高，果肉次之，叶片和吊梗的含量极低，差异也达到极显著水平。cAMP与cGMP的含量变化规律以及在器官间的变化趋势一致，因此，在枣的发育过程中cAMP与cGMP可能有一定的正相关性。

4　cAMP代谢相关基因

腺苷酸环化酶(AC)是 cAMP 信号转导通路中的重要组分，其主要作用是催化ATP生成 cAMP，是cAMP合成的关键酶[16-17]。目前在动物体内已鉴定了10种不同的AC亚型，即AC1-AC10，其中AC1-AC9为膜结合蛋白，AC10 为可溶性蛋白[18]。Brygida S等在植物中分离获得一个新的腺苷酸环化酶基因[19]。

Qin Yonghua 等在水稻的基因组中分离鉴定了新的环化酶家族，并对它们的结构和功能进行了分析[20]。

磷酸二脂酶(PDE)是在时间及空间上调节 cGMP 和 cAMP 动力学平衡的重要分子。它催化水解环核苷酸，保持细胞内cAMP 和cGMP 水平。PDE 的超家族包含 11 个基因家族，其中包括特异性水解cAMP的PDE(PDE4、PDE7 以及PDE8)，特异性水解cGMP 的PDE (PDE5、PDE6以及PDE9)，以及水解双底物的PDE (PDE1、PDE2、PDE3、PDE10 以及PDE11)。并且各家族含有的磷酸二酯酶亚型不同[21]。

尽管有学者在植物中分离获得了环核苷酸代谢的相关基因，但对枣这一环核苷酸含量最为丰富的资源未见相关报道。

5　cAMP生理功能

5.1cAMP 对心血管系统的调节作用

cAMP作为某些激素的第二信使，通过活化心肌细胞蛋白激酶使底物进行磷酸化[22]。同时，cAMP可以激活体内参与物质氧化过程的酶，进而调控心肌中能量和物质的代谢。cAMP含量降低会导致各种心脏疾病产生，如心肌梗死、心率失常、动脉硬化等等[23]。

5.2cAMP与变态反应关系

根据临床研究发现，牛皮癣患者上表皮AC活力下降，导致cAMP生成不足。此外，正常人比特异性皮炎、哮喘等病人白细胞中的cAMP水平要高[24]。这些发现对医疗研究具有重要意义。

5.3cAMP抗癌作用

据研究表明，向肿瘤细胞中加入cAMP或其衍生物进行体外培养，发现肿瘤细胞恢复到接触抑制的状态，甚至可能在形态上转为正常型[25]。目前大量研究认为，cAMP可以调控癌变细胞膜通透性。癌细胞cAMP水平下降，血清因子对细胞膜的作用失调，导致营养物质过度进入细胞，致使细胞迅速增值，细胞膜发生生化改变，从而导致细胞分裂、癌变[23]。

6　展望

cAMP在科研工作和医学临床试验中具有重要作用。简便快速的对枣中天然的cAMP提取及检测对进一步开发枣产业，推动医疗保健发展具有重要意义。枣cAMP代谢关键基因的研究将为枣和其他果树果实分子育种提供科学依据。

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Research Status of Cyclic Adenosine Phosphate in Ziziphus jujuba Mill.

Yang Fangyuan1Zhao Zhihui1Zhao Jin2Guo Jintang3Liu Mengjun1，4*

(1 Research Center of Chinese Jujube，Agricultural University of Hebei, Baoding, Hebei 071000) (2 College of Life Science, Agricultural University of Heber, Baoding, Hebei 071000) (3 Mountainous Areas Research Institute, Agricultural University of Heber, Baoding, Hebei 071000) (4 Beijing Collaborative Innovation Center for Eco-environmental Improvement with Forestry and Fruit Trees, Changping, Beijing 102206)

Cyclic adenosine phosphate(cAMP) is an important bioactive substances, which is do favor to enhance body's resistance and inhibit the growth of cancer cells. The contents of cAMP in Ziziphus jujuba is the highest among the tested plants and animals. The major emphasis of this review is the detection and extraction methods as well as anabolic key genes of cAMP in Ziziphus jujuba. It is helpful for the development of Chinese jujube industry and provide scientific basis for molecular breeding.

Ziziphus jujuba; cyclic adenosine phosphate; metabolism

2015-08-07

河北省青年拔尖人才计划和河北省高等学校科学技术研究项目(QN2015232)。

杨芳媛(1988-)，女，硕士，学生，研究方向为干果种质资源与分子辅助育种。E-mail：yfy9769555@126.com

�E-mail：lmj1234567@aliyun.com

1009-0568(2016)03-0119-04

S665.1

ADOI：10.3969/j.issn.1009-0568.2016.03.020