節(jié)旋藻藻膽蛋白對(duì)果蠅總抗氧化能力和丙二醛的影響

王塔娜 邰麗華 敖恩寶力格 張二東 縣紅霞 (內(nèi)蒙古師范大學(xué)，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010022)

節(jié)旋藻含豐富蛋白質(zhì)、維生素、不飽和脂肪酸及多糖等生物活性物質(zhì)，已成為我國(guó)最大的微藻養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)〔1〕。藻膽蛋白具有亮麗的天藍(lán)色，是節(jié)旋藻中重要的捕光色素蛋白，占節(jié)旋藻干重的 20%左右〔2〕，其營(yíng)養(yǎng)豐富而均衡、具有抗氧化〔3，4〕、抗腫瘤〔5，6〕等多種生理活性。近年來，隨著抗衰老研究的興起，尋找高效低毒的抗氧化劑成為廣大研究者的目標(biāo)。Pinero〔7〕、俞麗君等〔8〕、陳美珍等〔9〕均證實(shí)了藻膽蛋白具有體外清除自由基的作用，而已果蠅為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的研究藻膽蛋白抗氧化作用的文獻(xiàn)鮮見報(bào)道。本文通過測(cè)定果蠅體內(nèi)總抗氧化能力(T-AOC)和丙二醛(MDA)的含量，進(jìn)而探討藻膽蛋白的抗衰老作用機(jī)制。

1 材料與方法

1.1 材料 試驗(yàn)生物：黑腹果蠅(Drosophila melanogaster)由內(nèi)蒙古師范大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院遺傳試驗(yàn)室提供。普通培養(yǎng)基原料：瓊脂粉、玉米粉、紅糖、酵母粉和丙酸。P1培養(yǎng)基：在普通培養(yǎng)基上添加鄂爾多斯高原堿湖鈍頂節(jié)旋藻藻膽蛋白制成0.25%、0.50%和1.00%濃度的加蛋白培養(yǎng)基。P2培養(yǎng)基：在普通培養(yǎng)基上添加Chad湖鈍頂節(jié)旋藻藻膽蛋白制成0.25%、0.50%和1.00%濃度的加蛋白培養(yǎng)基。藻膽蛋白均由內(nèi)蒙古醫(yī)學(xué)院病原學(xué)實(shí)驗(yàn)室提供。

1.2 方法

1.2.1 果蠅的預(yù)處理 收集8 h內(nèi)羽化的雌雄果蠅共4 200只，分為7個(gè)小組，每組600只，雌雄各半，分管培養(yǎng)。在基礎(chǔ)培養(yǎng)基上喂養(yǎng)至30 d齡，將其中6組分別培養(yǎng)于不同劑量的P1和P2培養(yǎng)基，剩余一組作為對(duì)照組。繼續(xù)喂養(yǎng)10 d，將40 d齡的果蠅禁食1 h后，放入－80℃冰箱中冷凍致死。

將同一小組中相同性別的50只果蠅作為一個(gè)樣本，移入1.5 ml Ependorf管。加入450 μl預(yù)冷的生理鹽水，使用滅菌鑷子研磨，制成10%的組織勻漿，4℃離心。取上清移入另一無菌管中，－80℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.2 果蠅勻漿T-AOC和MDA的測(cè)定 采用南京建成生物工程研究所試劑盒分別測(cè)定果蠅體內(nèi)T-AOC和MDA。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用軟件SPSS16.0分別對(duì)雌果蠅平均值、雄果蠅平均值及雌雄果蠅總體的平均值進(jìn)行方差分析。采用S-N-K法比較各組間差異。

2 結(jié)果

2.1 藻膽蛋白對(duì)果蠅T-AOC的影響 表1可見，各劑量組與對(duì)照組比較，雌果蠅T-AOC差異不顯著;雄果蠅T-AOC均顯著提高(P＜0.05)，且P1 0.50%、P1 1.00%和P2 0.50%組尤為突出(P＜0.01)。表2可見，P1組的雌果蠅T-AOC較對(duì)照組的雌果蠅顯著增強(qiáng)(P＜0.05)，P1組和P2組的雄果蠅T-AOC比對(duì)照組的雄果蠅明顯提高(P＜0.01)。P1組和P2組間雌、雄果蠅T-AOC差異不顯著。將雌雄果蠅數(shù)據(jù)合并分析發(fā)現(xiàn)，兩個(gè)實(shí)驗(yàn)組果蠅T-AOC均極顯著高于對(duì)照組(P＜0.01)。說明藻膽蛋白對(duì)果蠅體內(nèi)T-AOC具有增強(qiáng)作用。

表1 不同濃度藻膽蛋白對(duì)果蠅體內(nèi)T-AOC的影響( s，n=5)

表1 不同濃度藻膽蛋白對(duì)果蠅體內(nèi)T-AOC的影響( s，n=5)

與對(duì)照組比較：1)P ＜0.05，2)P ＜0.01，下表同

組別(%)雌T-AOC 雄3.09±0.38 2.22±0.72 P1 0.25 4.62±1.79 5.23±0.711)P1 0.50 4.26±0.57 6.57±2.022)P1 1.00 4.57±0.82 6.97±2.112)P2 0.25 3.93±0.30 5.07±1.701)P2 0.50 4.49±0.43 6.31±0.802)P2 1.00 3.84±1.03 4.89±0.521)T-AOC對(duì)照組

表2 兩個(gè)產(chǎn)地鈍頂節(jié)旋藻藻膽蛋白對(duì)果蠅體內(nèi)T-AOC的影響( s，n=5)

表2 兩個(gè)產(chǎn)地鈍頂節(jié)旋藻藻膽蛋白對(duì)果蠅體內(nèi)T-AOC的影響( s，n=5)

T-AOC P1組 4.48±1.061) 6.26±1.612) 5.37±1.332)組別 雌T-AOC 雄T-AOC 總體P2組 4.09±0.59 5.42±1.012) 4.75±0.812)對(duì)照組3.09±0.38 2.22±0.72 2.66±0.55

2.2 藻膽蛋白對(duì)果蠅MDA含量的影響 實(shí)驗(yàn)組果蠅MDA含量均低于對(duì)照組。對(duì)雌果蠅而言，P1的三個(gè)劑量組MDA含量均顯著低于對(duì)照組(P＜0.01);P2的1.00%組MDA含量低于對(duì)照組(P＜0.05)，而其他兩個(gè)劑量組與對(duì)照組無明顯區(qū)別(P＞0.05)。P1和P2實(shí)驗(yàn)組的雄果蠅MDA含量較對(duì)照組顯著降低(P＜0.05)。見表3。表4可見，實(shí)驗(yàn)組果蠅MDA含量均明顯低于對(duì)照組。P1組雌果蠅MDA含量低于P2組雌果蠅，P1和P2組的雄果蠅MDA含量差異不大。MDA含量由高至低分別為：對(duì)照組＞P2組＞P1組。經(jīng)方差分析，P1實(shí)驗(yàn)組雌果蠅MDA含量明顯低于對(duì)照組(P＜0.01)，P2實(shí)驗(yàn)組雌果蠅與對(duì)照組間無差異。P1和P2實(shí)驗(yàn)組雄果蠅MDA含量均顯著低于對(duì)照組(P＜0.01)。總體上，P1、P2實(shí)驗(yàn)組果蠅與對(duì)照組間差異不顯著。

表3 不同濃度藻膽蛋白對(duì)果蠅體內(nèi)MDA含量的影響( s，n=5)

表3 不同濃度藻膽蛋白對(duì)果蠅體內(nèi)MDA含量的影響( s，n=5)

組別(%)雌MDA 雄1.40±0.19 1.19±0.30 P1 0.25 0.76±0.092) 0.50±0.261)P1 0.50 0.41±0.102) 0.31±0.351)P1 1.00 0.76±0.052) 0.67±0.171)P2 0.25 1.11±0.26 0.47±0.461)P2 0.50 1.35±0.13 0.53±0.031)P2 1.00 0.91±0.211) 0.40±0.151)MDA對(duì)照組

表4 兩個(gè)產(chǎn)地鈍頂節(jié)旋藻藻膽蛋白對(duì)果蠅體內(nèi)MDA含量的影響( s，n=5)

表4 兩個(gè)產(chǎn)地鈍頂節(jié)旋藻藻膽蛋白對(duì)果蠅體內(nèi)MDA含量的影響( s，n=5)

0.49±0.25 0.57±0.17 P2組 1.12±0.202) 0.46±0.212) 0.79±0.68對(duì)照組MDA P1組 0.64±0.082)組別 雌MDA 雄MDA 總體1.40±0.19 1.19±0.30 1.30±0.24

3 討論

對(duì)照組中，雄果蠅體內(nèi)T-AOC比雌果蠅的低，而喂飼藻膽蛋白后雄果蠅T-AOC比同一劑量組的雌果蠅高。分析原因可能是由于雌雄果蠅的生理反應(yīng)、生化代謝等方面存在差異，導(dǎo)致藻膽蛋白對(duì)其T-AOC的影響程度不同。對(duì)于果蠅體內(nèi)MDA含量而言，自然狀態(tài)下雄果蠅MDA含量比雌果蠅低，喂飼藻膽蛋白后雄果蠅MDA含量依然比雌果蠅低。這與張欣文等〔10〕對(duì)果蠅MDA的研究結(jié)果一致。

鄂爾多斯鈍頂節(jié)旋藻和Chad湖鈍頂節(jié)旋藻同屬鈍頂節(jié)旋藻，其在生理生化、分子水平上發(fā)生了一定的變化。Yang等〔11〕對(duì)5種酶的同工酶和可溶性蛋白譜帶數(shù)目分析以及邰麗華等〔12〕對(duì)基因組DNA的RAPD分析都表明了這一點(diǎn)。本實(shí)驗(yàn)說明兩個(gè)產(chǎn)地的節(jié)旋藻藻膽蛋白均能增強(qiáng)果蠅 T-AOC，降低MDA含量，而兩者對(duì)果蠅抗氧化活性的影響不存在明顯差異。

對(duì)果蠅生理特性的研究發(fā)現(xiàn)，藻膽蛋白能夠延長(zhǎng)雌果蠅壽命、增強(qiáng)果蠅性活力和繁殖能力，具有延緩衰老的作用〔13，14〕。結(jié)合本實(shí)驗(yàn)結(jié)果，藻膽蛋白的抗衰老作用可能與其增強(qiáng)果蠅體內(nèi)抗氧化活性有關(guān)。藻膽蛋白能使果蠅體內(nèi)抗氧化酶類活性提高、自由基清除作用增強(qiáng)、過氧化脂質(zhì)分解產(chǎn)物減少，從而起到抗衰老作用。這與錢曉婕等〔15〕采用壇子菜藻膽蛋白對(duì)小鼠灌胃測(cè)定其血液抗氧化活性的報(bào)道大相徑庭。至于藻膽蛋白提高了果蠅體內(nèi)哪幾種抗氧化酶活性還有待于進(jìn)一步研究。

1 李志勇，郭祀遠(yuǎn)，李 琳，等.螺旋藻的大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)〔J〕.海湖鹽與化工，1997;27(1)：38-44.

2 楊 真.神奇的螺旋藻〔J〕.海洋世界，1998;(1)：29-30.

3 Romay C，Armesto J，Remirez D，et al.Antioxidant and anti-inflammatory properties of C-phycocyanin from blue-green algae〔J〕.Inflamm Res，1998;47(1)：36-41.

4 MacColl R.Cyanobacterial phycobilisomes〔J〕.J Structural Biol，1998;124：311-34.

5 Iijima N，F(xiàn)uji N.Shimamatsu Aatitumor alagents containing phycobiuin〔J〕.Dainippon Iuk Chem，1983;4(1)：6-7.

6 Schwartz JL，Shkiar G.Growth inhibition and destruction of oral cancer cells by extracts of Spirulina〔J〕.Proc Amer Acad Oral Pathol，1986;40：23-7.

7 Pinero Estrada JE，Bemtejo Bescos P，Villar del Fresno AM.Antioxidant activity of different fractions of Spirulina Platensis protean extract〔J〕.Fatmaco，2001;56：497-500.

8 俞麗君，李永明，陳艷麗，等.鈍頂螺旋藻藻膽蛋白的純化及其清除氧自由基的作用〔J〕. 臺(tái)灣海峽，1999;2(2)：172-6.

9 陳美珍，張永雨，余 杰，等.龍須菜藻膽蛋白的分離及其清除自由基作用的初步研究〔J〕.食品科學(xué)，2004;3(2)：159-62.

10 張欣文，徐思紅，厲曙光.黑腹果蠅體內(nèi)SOD活力和MDA含量隨齡變化趨勢(shì)〔J〕.中國(guó)食品衛(wèi)生雜志，2000;12(2)：3-5.

11 YANG Qian，LI Shu-yuan，HU Rui-ping，et al.Isoenzymes and soluble protein in Arthrospira from alkaline lakes in Erdos Plateau，China and in exotic species〔J〕.Chin J Oceanol Limnol，2006;24(2)：134-41.

12 邰麗華，張曉嶸，于 濤，等.不同生境下的鈍頂螺旋藻(Spirulina platensis)RAPD 分析〔J〕.微生物學(xué)通報(bào)，2008;35(2)：62-5.

13 王塔娜，邰麗華，富新年.藻藍(lán)蛋白(Phycocyanin)對(duì)果蠅壽命的影響〔J〕.國(guó)際遺傳學(xué)雜志.2010;33(4)：215-7.

14 王塔娜，邰麗華，圖雅嘎日拉，等.節(jié)旋藻藻膽蛋白對(duì)果蠅性活力及繁殖能力的影響〔J〕.內(nèi)蒙古師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2010;39(6)：608-11.

15 錢曉婕，陳舜勝，付 杰.壇子菜中藻膽蛋白的提取及抗氧化活性研究〔J〕. 中國(guó)海洋藥物雜志，2008;27(2)：42-5.