玉竹糖蛋白研究进展

2021-12-24刘天煜张金佟长青

农产品加工 2021年22期

刘天煜，张金，佟长青，李伟

（大连海洋大学食品科学与工程学院，辽宁大连116023）

玉竹（Polygonatum odoratumMill.Druce）是百合科黄精属多年生草本植物，又名地管子、尾参、铃铛菜、葳蕤、萎蕤、萎香、女萎、地节[1-2]。我国玉竹分布范围较广，具有悠久的栽培历史，主要栽培的地区有湖南、河南、浙江等省份[3]。玉竹有着悠久的药用历史。明代医药学家李时珍在《本草纲目》中写道“葳蕤气味甘，平，无毒。主风温自汗灼热，及劳疟寒热，脾胃虚之，男子小便频数，失精，一切虚损[4]。”中医认为玉竹具有养阴清热、生津止咳的功效。玉竹也是满族重要的民族药，其刊载于《热河满族医药》《满族医药》《中国满族医药》以及《满族传统医药新编》等医药学著作中[5-8]。现代研究表明，玉竹含有多糖、糖蛋白、挥发油、黄酮、甾体皂苷、生物碱、甾醇等多种生物活性物质，具有抗氧化、抗糖尿病、抗肿瘤、抗菌、增强免疫力等药理作用[9]。玉竹在2002年被列入卫生部的《既是食品又是药品的物品名单》中，表明人体从玉竹中既可以获得营养素，又可以获得生物活性物质[10]。玉竹在食品、保健食品、化妆品和药品中具有广泛的应用。因此，对近几年来国内外关于玉竹糖蛋白的研究进行综述，以期为更好地利用玉竹资源提供依据。

1 玉竹糖蛋白制备及鉴定

糖蛋白是一个或者多个寡糖链与蛋白质共价相连的大分子化合物，寡糖链一般占糖蛋白总质量的1%～60%[11]。糖蛋白广泛分布于动物、植物、微生物及病毒中。糖蛋白包括酶类、免疫球蛋白、凝集素、激素、肿瘤标志物等[12]。寡糖链与蛋白质的连接具有O-糖苷键型和N-糖苷键型[13]。一种糖蛋白通常只具有一种糖苷键的形式，如胎球蛋白（Fetuin）的糖链与蛋白质之间具有N-糖苷键型[14]。糖蛋白具有多种多样的生物活性，使人们产生了极大的研究兴趣。目前，已经有许多从玉竹中提取糖蛋白的相关报道。

玉竹化学成分为糖蛋白、多糖、挥发油、黄酮、甾体皂苷等，这些化学成分是玉竹发挥其药理作用的基础[15]。玉竹不同部位含有的蛋白质的量不同。刘怡菲[16]研究了辽宁丹东的根、茎、叶及果托部位的蛋白质含量，发现果托中的蛋白质含量最高，达

0.316±0.033 mg/g，蛋白质含量由高到低为果托>叶>茎>根。陈双[17]研究了热水浸提玉竹糖蛋白的最佳工艺，经过Sephadex G-100葡聚糖凝胶层析得到了分子量为92.45 kDa和60.28 kDa分子量的玉竹糖蛋白，含糖量分别为75.22%和75.13%，蛋白含量分别为16.35%和18.42%。Yang Y等人[18]利用乙酸缓冲液浸提、CM Sepharose层析及Sephacyl S-100层析从四川彭州产的玉竹中分离出了分子量为11 953.623 Da的玉竹凝集素（POL），POL为甘露糖特异性凝集素，属于Galanthus nivalis凝集素（GNA）家族。王艳等人[19]利用磷酸缓冲液浸提、Sephadex G-100葡聚糖凝胶层析和刀豆凝集素A亲和层析的方法，从湖南新化县产的玉竹根茎中提取出分子量为186 kDa的糖蛋白PDG1和分子量为28.3 kDa的PDG3。陈双等人[20]利用微波辅助的方法提取了四川产玉竹中的糖蛋白，糖蛋白提取率达到8.85%。从以上研究可以看出，利用不同的提取方法提取的玉竹糖蛋白是不同的。因此，玉竹糖蛋白结构与提取的玉竹部位及提取方法都相关。

玉竹糖蛋白提取方法、结构及生物活性见表1。

玉竹糖蛋白兼具多糖和蛋白质的性质。糖链中的多羟基结构，具有高度亲水性，因此热水浸提是提取多糖常用的方法之一[22]。盐溶液浸提法是利用糖蛋白中的蛋白质部分具有的盐溶性质。在上述玉竹糖蛋白提取过程中充分利用了多糖和蛋白质的这些性质。

2 玉竹糖蛋白的生物活性

多糖与蛋白质具有抗氧化活性已有很多的研究报道。对玉竹糖蛋白的生物活性研究较多的是抗氧化活性（表1）。陈双[17，20]获得的玉竹糖蛋白体外试验表现出了较好的清除DPPH自由基和羟基自由基的能力，并随着玉竹糖蛋白浓度的增加而清除能力增强。越来越多的研究关注于从中草药中发现具有抗氧化活性的物质，具有抗氧化作用的糖蛋白对有害的氧化诱导反应具有保护作用[23]。因此，玉竹糖蛋白在食品、保健食品、特殊医学用食品及药品等领域有着广阔的潜在应用前景。

表1 玉竹糖蛋白提取方法、结构及生物活性

凝集素是一类具有糖识别性质的糖结合蛋白，但不包括酶和免疫球蛋白。Yang Y等人[18]的研究表明，POL具有特异性识别甘露糖的多个结构域，其具有抗Vero细胞感染HSV-II的活性和诱导人黑色素瘤细胞A375凋亡的作用。Wu L等人[21]的进一步研究，发现了POL具有诱导凋亡人肺腺癌细胞A549凋亡和自噬作用，实时定量PCR研究表明，POL下调microRNA-1290和Wnt途径是导致A549凋亡和自噬作用的原因，POL导致microRNA-15a-3p过表达介导ROS-53途径也是导致A549凋亡和自噬作用的原因。这些研究不但从分子角度解释了POL的生物活性，而且为POL在抗肿瘤领域的应用提供了重要参考。