玉竹糖蛋白研究進展

劉天煜，張金，佟長青，李 偉

（大連海洋大學 食品科學與工程學院，遼寧 大連116023）

玉竹（Polygonatum odoratumMill.Druce）是百合科黃精屬多年生草本植物，又名地管子、尾參、鈴鐺菜、葳蕤、萎蕤、萎香、女萎、地節[1-2]。我國玉竹分布范圍較廣，具有悠久的栽培歷史，主要栽培的地區有湖南、河南、浙江等省份[3]。玉竹有著悠久的藥用歷史。明代醫藥學家李時珍在《本草綱目》中寫道“葳蕤氣味甘，平，無毒。主風溫自汗灼熱，及勞瘧寒熱，脾胃虛之，男子小便頻數，失精，一切虛損[4]。”中醫認為玉竹具有養陰清熱、生津止咳的功效。玉竹也是滿族重要的民族藥，其刊載于《熱河滿族醫藥》《滿族醫藥》《中國滿族醫藥》以及《滿族傳統醫藥新編》等醫藥學著作中[5-8]。現代研究表明，玉竹含有多糖、糖蛋白、揮發油、黃酮、甾體皂苷、生物堿、甾醇等多種生物活性物質，具有抗氧化、抗糖尿病、抗腫瘤、抗菌、增強免疫力等藥理作用[9]。玉竹在2002年被列入衛生部的《既是食品又是藥品的物品名單》中，表明人體從玉竹中既可以獲得營養素，又可以獲得生物活性物質[10]。玉竹在食品、保健食品、化妝品和藥品中具有廣泛的應用。因此，對近幾年來國內外關于玉竹糖蛋白的研究進行綜述，以期為更好地利用玉竹資源提供依據。

1 玉竹糖蛋白制備及鑒定

糖蛋白是一個或者多個寡糖鏈與蛋白質共價相連的大分子化合物，寡糖鏈一般占糖蛋白總質量的1%～60%[11]。糖蛋白廣泛分布于動物、植物、微生物及病毒中。糖蛋白包括酶類、免疫球蛋白、凝集素、激素、腫瘤標志物等[12]。寡糖鏈與蛋白質的連接具有O-糖苷鍵型和N-糖苷鍵型[13]。一種糖蛋白通常只具有一種糖苷鍵的形式，如胎球蛋白（Fetuin）的糖鏈與蛋白質之間具有N-糖苷鍵型[14]。糖蛋白具有多種多樣的生物活性，使人們產生了極大的研究興趣。目前，已經有許多從玉竹中提取糖蛋白的相關報道。

玉竹化學成分為糖蛋白、多糖、揮發油、黃酮、甾體皂苷等，這些化學成分是玉竹發揮其藥理作用的基礎[15]。玉竹不同部位含有的蛋白質的量不同。劉怡菲[16]研究了遼寧丹東的根、莖、葉及果托部位的蛋白質含量，發現果托中的蛋白質含量最高，達

0.316±0.033 mg/g，蛋白質含量由高到低為果托>葉>莖>根。陳雙[17]研究了熱水浸提玉竹糖蛋白的最佳工藝，經過Sephadex G-100葡聚糖凝膠層析得到了分子量為92.45 kDa和60.28 kDa分子量的玉竹糖蛋白，含糖量分別為75.22%和75.13%，蛋白含量分別為16.35%和18.42%。Yang Y等人[18]利用乙酸緩沖液浸提、CM Sepharose層析及Sephacyl S-100層析從四川彭州產的玉竹中分離出了分子量為11 953.623 Da的玉竹凝集素（POL），POL為甘露糖特異性凝集素，屬于Galanthus nivalis凝集素（GNA）家族。王艷等人[19]利用磷酸緩沖液浸提、Sephadex G-100葡聚糖凝膠層析和刀豆凝集素A親和層析的方法，從湖南新化縣產的玉竹根莖中提取出分子量為186 kDa的糖蛋白PDG1和分子量為28.3 kDa的PDG3。陳雙等人[20]利用微波輔助的方法提取了四川產玉竹中的糖蛋白，糖蛋白提取率達到8.85%。從以上研究可以看出，利用不同的提取方法提取的玉竹糖蛋白是不同的。因此，玉竹糖蛋白結構與提取的玉竹部位及提取方法都相關。

玉竹糖蛋白提取方法、結構及生物活性見表1。

玉竹糖蛋白兼具多糖和蛋白質的性質。糖鏈中的多羥基結構，具有高度親水性，因此熱水浸提是提取多糖常用的方法之一[22]。鹽溶液浸提法是利用糖蛋白中的蛋白質部分具有的鹽溶性質。在上述玉竹糖蛋白提取過程中充分利用了多糖和蛋白質的這些性質。

2 玉竹糖蛋白的生物活性

多糖與蛋白質具有抗氧化活性已有很多的研究報道。對玉竹糖蛋白的生物活性研究較多的是抗氧化活性（表1）。陳雙[17，20]獲得的玉竹糖蛋白體外試驗表現出了較好的清除DPPH自由基和羥基自由基的能力，并隨著玉竹糖蛋白濃度的增加而清除能力增強。越來越多的研究關注于從中草藥中發現具有抗氧化活性的物質，具有抗氧化作用的糖蛋白對有害的氧化誘導反應具有保護作用[23]。因此，玉竹糖蛋白在食品、保健食品、特殊醫學用食品及藥品等領域有著廣闊的潛在應用前景。

表1 玉竹糖蛋白提取方法、結構及生物活性

凝集素是一類具有糖識別性質的糖結合蛋白，但不包括酶和免疫球蛋白。Yang Y等人[18]的研究表明，POL具有特異性識別甘露糖的多個結構域，其具有抗Vero細胞感染HSV-II的活性和誘導人黑色素瘤細胞A375凋亡的作用。Wu L等人[21]的進一步研究，發現了POL具有誘導凋亡人肺腺癌細胞A549凋亡和自噬作用，實時定量PCR研究表明，POL下調microRNA-1290和Wnt途徑是導致A549凋亡和自噬作用的原因，POL導致microRNA-15a-3p過表達介導ROS-53途徑也是導致A549凋亡和自噬作用的原因。這些研究不但從分子角度解釋了POL的生物活性，而且為POL在抗腫瘤領域的應用提供了重要參考。

3 結語

目前，還未見玉竹糖蛋白大規模制備工藝的研究。除了POL的研究外，對其他玉竹糖蛋白研究較少，這導致對玉竹糖蛋白生物活性機制的認識不夠深入。玉竹糖蛋白屬于食藥兩用的活性成分，具有廣闊的應用前景。因此，對于玉竹糖蛋白的研究應該加強結構與功能即構效關系的研究。玉竹糖蛋白制備研究是實現其產業化應用的關鍵。