海洋生物活性物质复习资料2Word格式.docx
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降低胆固醇和血脂、抗癌、减肥、养胃护胃、治疗贫血及微量元素缺乏、护肝、增进免疫、调整代谢机能。
5、螺旋藻作用：
藻蓝蛋白，提高淋巴细胞活性，增强人体免疫力；
维生素及矿物质含量丰富，易吸收，改善厌食症；
铁含量丰富，防治贫血；
含大量的γ-亚麻酸，健脑益智、清除血脂、调节血压、降低胆固醇；
螺旋藻多糖具抗辐射损伤和改善放、化疗引起的副作用；
叶绿素含量丰富，促进消化、中和血液中毒素、消除内脏炎症；
脂肪含量只有5%，不含胆固醇。
6、螺旋藻药理作用：
抗辐射损伤作用、抗菌作用、抗癌作用、光敏作用、对免疫系统的作用、降低胆固醇、提高铁的生物有效性和调理贫血症、帮助建造健康的乳酸杆菌群、对胃的保护作用、减轻汞及药物对肾的毒性。
7、杜氏藻的生长特性：
盐生杜氏藻可在高pH的碱性条件下生长；
嗜酸杜氏藻可耐受pH1.0的酸性环境；
适宜生长的pH因种而异，一般在9左右，也是积累胡萝卜素的最佳值。
类胡萝卜素的积累：
高盐胁迫诱导合成类胡萝卜素。
营养缺乏，对合成类胡萝卜素有促进作用，积累ß
-胡萝卜素的杜氏藻有很强的抗强光伤害能力。
8、胡萝卜素的临床生物学功效：
对多种移植肿瘤也有抑制作用；
放疗和化疗过程中，可降低毒害作用，增强治疗效果；
预防肿瘤发生和辅助治疗的作用，与其抗氧化性质密切相关，其分子中含有多个共轭双键，为一种良好的抗氧化剂。
提高机体解毒功能，抑制致癌物质的活性；
对自由基有很强的瘁灭作用，减少过氧化物对组织的损伤。
4.6海洋微藻的其他活性物质：
1、抗生素,包括具有抗细菌、真菌的物质（有机酸、脂肪酸、溴酚、丹宁、类萜、多糖及醇类等）
二、毒素如肽类、生物碱、脂多糖等,可使人产生麻痹性、痢疾性、肉毒性或溶血性等类型的中毒现象。
第五章海洋微生物活性物质
海洋微生物的特性:
海洋环境以高盐、高压、低温、稀营养为特征。
长期适应复杂的海洋环境而生存，有其独具的特性：
嗜盐性、嗜冷性、嗜压性（嗜压性-是深海微生物独有的特性）、低营养性、趋化性与附着生长、多形性（这种特性是微生物长期适应复杂海洋环境的产物）、发光性
能在0℃生长，或其最适生长温度低于20℃的微生物，称为嗜冷微生物。
嗜冷菌主要分布于极地、深海或高纬度的海域中。
多数海洋微生物的生长要求较低的温度，超过37℃就停止生长或死亡。
深海嗜压细菌则具有在高压环境下生长的能力，能在高压环境中保持其酶系统的稳定性。
海洋细菌在形成菌落过程中，自身代谢产物积聚过甚而中毒致死。
这种现象说明常规的平板法并不是一种最理想的分离海洋微生物方法。
多数海洋细菌都具运动能力。
某些细菌还具有沿着某种化合物浓度梯度移动的能力，称为趋化性。
某些专门附着于海洋植物体表而生长的细菌称为植物附生细菌。
发光细菌通常从海水或鱼产品上分离到；
海洋微生物类群:
1海洋病毒:
海洋环境中土著性、超显微的、仅含有一种类型核酸、专性活细胞内寄生的非细胞形态一类微生物。
2海洋细菌:
生活在海洋中的、不含叶绿素和藻蓝素的原核单细胞生物；
个体直径常在1微米以下，呈球状、杆状、螺旋状和分枝丝状的微生物；
无真核、细胞壁坚韧；
能游动的种以鞭毛运动。
3海洋放细菌:
根据菌丝形态和功能可分为营养菌丝、气生丝和孢子丝三种。
根据细胞形态差异。
4海洋蓝细菌:
蓝细菌可分为单细胞和丝状体两大类。
蓝细菌是海洋生态系统和海洋初级生产力的重要组成部分。
5海洋真菌：
生活在海洋中的能形成孢子且有真核结构的微生物。
海洋微生物与生物活性物质
1、海洋生物活性物质初始来源大部分来自低等海洋生物及其共生微生物；
能产生多种活性物质，包括淀粉酶、脂肪酶、蛋白酶等，所产生的这些酶具有独特的性能。
即在低温和高碱性的环境里，酶的活性特强；
2、许多海洋毒素如河豚毒素（TTX）、海葵毒素（Ap-A、Ap-B）、石房蛤毒素、西加毒素等的真正来源都是海洋微生物。
3、活性药物
5.1海洋蓝细菌的生物活性物质
一、抗癌化合物：
1、Cryptophycins（缩酚肽类）2ApratoxinA环缩肽类毒素
二、抗病毒化合物：
从蓝细菌中获得的三类抗病毒化合物：
1、多糖2、糖结合蛋白3、环肽
三、抗菌活性物质
四、抗原虫活性物质
五、蛋白酶抑制剂
5.2海洋细菌的生物活性物质
海洋中常发现的细菌主要属于以下系统类群:
变形细菌群;
革兰氏阳性细菌群（包括高G+C和低G+C）;
噬纤维菌群-黄杆菌群;
浮霉状菌/衣原体群及其它尚未被培养的系统类群等。
一、大环内酯类化合物
二、肽类化合物
三、生物碱类化合物
四、含卤化合物
五、其他类化合物如：
抗真菌的抗生素
5.3海洋放线菌的生物活性物质
近海沿岸的浅海海域发现的放线菌主要是链霉菌,小单胞菌,诺卡菌,红球菌,分支杆
菌等;
远海,深海中的放线菌主要是高温放线菌,游动放线菌,戈登菌等。
海栖的鼓浪屿亚种则能产生抗菌谱广、抗菌活力强和毒性低的新抗生素8510
鉴定过一株绿色小四孢菌，是前所末见过的新种，命名为绿色小四孢菌厦门新种。
从所做的极有限的海洋菌株的分离、纯化和鉴定中，屡次获得新种或新的亚种，说明海洋的确是微生物新种属的“聚宝盆”。
从福建泉州湾海泥中分离到一株嗜碱的海洋链霉菌2B，有强的耐盐能力，特别能在pH10的培养基里生长并产生抗菌物质。
所产生的抗菌物质包括2个部分：
一部分是脂溶性的抗革蓝阳性细菌的物质；
一部分是水溶性的广谱的抗生素。
后者经分离、纯化和鉴定，是一种新型的氨基糖苷类抗生素，称为丁醚苷菌素。
对许多能产生钝化酶的细菌，具有强的抑制作用。
一、内酯类化合物
二、吡喃酮类化合物
三、醌类化合物
四、生物碱类化合物
五、肽类化合物
六、酰胺类化合物
七、糖苷类化合物
八、其他化合物如：
五元环多醚
5.4海洋真菌的生物活性物质
活性化合物类型包括生物碱、多肽、聚酮、萜类、甾醇类等多种结构类型及其卤代衍生物，主要以含氮类化合物和聚酮类化合物为主。
5.5海洋微生物的酶类
来自弧菌的酶有琼脂糖酶、谷氨酞胺酶、几丁质酶、蛋白酶、甘露聚糖酶等。
据极端微生物的分类,相应地将极端酶大致分为嗜热酶、嗜冷酶、嗜压酶、嗜酸酶、嗜碱酶、嗜盐酶,耐有机溶剂酶等。
一、多糖酶：
1、淀粉酶：
根据pH稳定性不同，淀粉酶可以分为酸性、中性和碱性。
根据耐热性可以将其分为高温、中温和低温淀粉酶3类。
2、琼脂酶：
根据作用方式不同，琼脂酶可分为α-琼脂酶和β-琼脂酶两类。
目前所发现的琼脂酶大多为β-琼脂酶，α-琼脂酶很少，而且主要来自海洋细菌。
3、卡拉胶酶
4、褐藻酸裂解酶：
按照降解底物的不同，褐藻胶裂解酶可分为3大类:
古罗糖醛酸裂解酶、甘露糖醛酸裂解酶和两者都可裂解的双功能酶。
海洋细菌褐藻酸裂解酶的最适pH在7.5～8.5之间，最适温度为25～50℃。
二、脂类水解酶
脂类水解酶指能够催化酯类化合物的水解和合成的一类酶，根据催化底物链的长短可以分为酯酶和脂肪酶。
三、蛋白酶
四、海洋微生物极端酶：
1、嗜热酶：
深海极端嗜热菌产生的蛋白酶的最适催化温度为116℃,123℃下仍有活性,是目前已知最耐热的蛋白酶。
2、嗜冷酶
嗜冷微生物中产生的很多酶在低温下才显出高效的催化效率,此类酶称为嗜冷酶。
3、嗜压酶4、嗜碱酶
从福建沿海海泥和日本海洋科学技术中心提供的深海海泥中分离到一批嗜冷和嗜碱的微生物生长需要极碱性的环境（pH10或以上）需要低的温度（0℃则生长，20℃就生存不下去）。
即在低温和高碱性的环境里，酶的活性特强
第六章海洋生物资源开发
一、海洋生物资源开发的概述
海洋生物资源又指海洋水产资源，指海洋中蕴藏的经济动物和植物的群体数量，是有生命、能自行增殖和不断更新的海洋资源。
海洋生物资源也称渔业资源。
1、海洋生物：
包括海洋动物、海洋植物和海洋微生物。
多生活在高盐度、高渗透压、低（无）光照、高水压、高温（火山口附近）和高金属（局部）等被视为生命极限的环境中。
2、药用海洋生物资源：
在中国的《黄帝内经》、《神农本草》、《本草纲目》中都有海洋药用生物的记载。
海洋生物中有许多种类含有毒素,临床上可作为肌肉松弛剂、镇静剂和局部麻醉剂。
从海产粘盲鳗中提取盲鳗素,是一种强效心脏兴奋剂和升血压剂。
鳖鱼肝可提取肝油,肝油内含有大量鳖肝烯,可作为皮肤润滑剂、脂肪性药物的携带剂。
鲨鱼的软骨中有一种抑制因子，它能阻止肿瘤周围毛细血管生成，从而达到抑制肿瘤生长的作用。
二、海洋生物开发
保护传统渔场
开拓捕捞空间
海水养殖增殖与海洋牧场
海洋药物和营养保健食品的开发
（一）保护传统渔场，开拓捕捞空间
问题：
传统渔场在海洋中主要分布在哪里呢？
海洋渔业主要集中在大陆架海域
为什么海洋渔业资源主要集中在沿海大陆架海域呢？
（1）大陆架海水浅，阳光集中，生物的光合作用强，有利于海洋生物的生长和繁殖
（2）沿岸陆地径流带来丰富的营养盐类，浮游生物繁盛，饵料充足
（3）海水上泛强烈——冬季底部海水上泛或寒暖流交汇致海水搅动上泛
世界渔场的分布
中国和日本成为渔获量最多的国家
传统的四大经济鱼类（大黄鱼、小黄鱼、带鱼、墨鱼）
存在的问题；
1、捕捞量超出了资源的承载能力2、渔业资源的数量和质量出现了衰退
采取措施：
1、加强资源保护，限制渔船数量及捕捞量2、采取休渔、禁渔等措施
人类怎样开拓捕捞空间的？
大陆架浅海----深海盆浅层------深层传统鱼类-------其他海洋生物
（二）海水养殖增殖与海洋牧场
海水养殖的含义：
在滩涂开挖池塘或在浅海海域设置网箱等，通过人工孵化、饲养及人工管理的方法，养殖鱼、虾、贝、藻类。
海水增殖的含义：
人工孵化育苗后，在人工控制的温室等环境中进行中间培养，幼鱼长到一定大小后，再放入鱼塘或网箱中养殖，待其长大后进行捕捞。
海洋牧场：
为恢复渔场生产能力，大幅度提高鱼产量，采取科学的人工管理方法，在选定海区通过人工放流、人工鱼礁、人工驯养等方法，大面积养殖经济鱼类、虾类、贝类或海藻类等。
人工放流：
用人工的方法孵化幼苗，待幼苗具备较强生存能力后，再直接投放到自然水域中去，以增加渔业资源量，提高海洋生产力。
人工驯养：
采用电击、音响诱惑、恐吓和气泡阻拦等方法驯化、管理鱼类。
（真鲷）
材料：
美国癌症学院自然产品实验室收藏了两万多件海洋生物的样本。
其中4000件属于藻类，其他都是无脊椎动物。
研究人员认为，海洋中丰富多样的生物物种，无论大小、软硬、速度快慢，都能生存下来，这说明它们有天然自卫、抵抗疾病的能力。
特别是身上充满生物活性分子、利用化学方式保护自己的海洋物种，很可能含有丰富的药物资源。
实际观察和解剖表明：
鲨鱼很少有患癌症的，即使是将癌细胞活体用人工接种的方法直接移植到某些鲨鱼身上，结果也是劳而无功、白费心计。
这是因为，鲨鱼身上能够分泌出一种抑制癌细胞的化学物质。
这样，就从另一方面诱发人们去尝试着从它们身上提取抗癌物质。
材料说明了海洋生物又具有哪些价值？
（三）海洋药物和营养保健食品的开发
1、保健食品产业
目前全国各地开发的海洋保健产品系列有：
鲨鱼软骨系列、海藻系列、鱼油产品系列、贝类产品系列、甲壳资源产品系列、补碘系列、珍珠及活性钙产品系列等，其他方面还有“深海角鲨烯”、“金海马养生液”、“海康”等
2、化妆品及精细化工产品产业
3、动物饲料产业
4、生物技术农药产业
5、海洋药物产业
我国在海洋中成药的研究方面取得了许多突出的成绩,在全国的40多个中成药剂型中,海洋中成药大约占30%。
当前国际上海洋药物开发的主要方向有以下几个方面:
（1）增强机体免疫功能的药物;
（2）抗心脑血管疾病的药物;
（3）抗风湿、类风湿方面的药物;
（3）抗肿瘤药物;
（4）抗过敏药物;
（5）抗病毒类药（包括艾滋病药物）;
（6）防治肥胖和有益健美药物
（7）抗衰老和妇幼保健药物;
（8）身体机能紊乱调节药物（包括抗抑郁、内分泌失调、性功能障碍等）;
（9）补益类营养保健药。
三、海洋生物开发现状及发展对策
作为高新技术和知识型产业，海洋生物开发产业自知识创新到技术转移，从产品研发到产品上市，从成果产业化到产业集聚都涉及到国民经济的方方面面，每一个环节都离不开各方的合作和协调，特别是对基础科研和政策法规的依赖，同时也建立在充足的人财物力资源的保障之上，其产业链涉及多个行业部门，特别是在知识创新和技术转移领域，对不同行业的不同层面都具有相当大的推动作用。
1、世界海洋生物开发现状：
当前，世界海洋生物开发研究正方兴未艾,走在这一领域前列的是美国、日本及欧盟的成员国,这些科技发达国家投入可观的科研经费,对海洋药物进行开发和研究。
2、我国海洋生物资源开发现状：
起步较晚，发展水平较低，但发展速度迅猛，在一些领域的研究已经达到国际先进水平。
（1）我国海洋药物资源的研究与开发方向是海洋新药、中成药和保健食品等相结合,为医药工业和保健食品工业开发新产品。
主要内容包括:
有计划地发展海洋中药材的养殖业,扩大药源,保证传统海洋中药材的临床应用,发展中成药系列产品与保健滋补品等;
开发防治常见病、多发病、疑难病症,尤其是肿瘤、心脑血管疾病及病毒性疾病的特效药物;
（2）生物技术己经成为海洋药物开发研究的主导技术：
首先，生物技术为海洋生物活性物质基因的分离、研究和保存提供了便利的条件。
其次，生物技术有助于解决生物活性物质的资源有限问题，实现可持续发展。
我国海洋生物开发产业面临的突出问题：
1、产业发展尚未形成规模，无法产生规模效应；
2、相关的海洋生物开发专业人才匮乏，人才创新力度不强；
3、海洋生物开发研究和资金不足，国家的政策扶持力度不够；
4、缺乏市场竞争意识，许多有市场开发潜力的技术成果未申请专利；
5、一些海洋生物资源已经受到破坏。
四、海洋生物资源保护和科学管理
2海洋生物资源可持续发展对策
全面规划，统筹兼顾，综合开发海洋生物资源
全面贯彻“科技兴海”战略，加强海洋生物资源开发利用的科技含量
保护海洋生物资源，防治海洋污染，保护海洋生态环境
加强政策与法规的保障作用
第7章海洋活性物质的分析
7.1海洋活性成分的提取、分离与纯化
一、海洋活性成分提取的预试验
基本原理：
根据各成分极性的不同，先系统地分成几个不同部分，然后利用显色反应或沉淀反应，或结合纸色谱、薄层色谱，定性判断各部分中可能含有的化合物类型。
常用溶剂极性次序：
水＞甲醇＞乙醇＞丙酮＞
亲水性有机溶剂
乙酸乙酯＞氯仿＞乙醚＞苯＞己烷（石油醚）
亲脂性有机溶剂
实际工作中：
采用石油醚（非极性物质）、水（极性物质）、95%乙醇（大部分成分）的三段法进行粗分，提高工作效率。
一般定性试验初步验证：
生物碱碘化铋钾棕黄色或橘红色沉淀
黄酮将乙醇液加Mg粉，滴入浓盐酸后振荡在泡沫处呈桃
红色或与1%AlCl3乙醇溶液呈有色荧光。
氨基酸和肽茚三酮蓝紫色
有机酸溴酚蓝黄色
酚类FeCl3紫色、蓝色
蛋白质NaOH+CuSO4紫红色络合物（以双缩脲反应）
糖和苷与斐林试剂作用有砖红色Cu2O沉淀。
二、海洋活性成分系统分离
系统分离是选择一系列措施，将性质相近的组分集中在一起提取出来，并分别与临床、动物实验相配合，确定该部分是否有效，对有效部分视具体情况再进行分离，找出关键成分，这是系统分离的目的。
系统分离包括粗分阶段和细分阶段：
粗分阶段又称作部位分离，大类物质的分离，如皂苷、蛋白质；
细分阶段称作组分分离。
系统分离亦利用溶剂极性的大小对有效成分进行分类提取。
三、提取海洋活性成分的常用方法
1.溶剂法：
选择溶剂的原则：
对有效成分溶解度大，而对共存杂质的溶解度最小。
化合物的极性与其分子结构有关：
亲水性基团（如含羟基、羧基的基团）越多、其极性越大、亲水性就越强，亲脂性就越弱，溶于水而疏于油；
反之，亲水性基团越少、其极性越小、亲水性就越弱，亲脂性就越强，溶于油而疏于水。
化学成分的极性：
被提取成分的极性是选择提取溶剂最重要的依据。
影响化合物极性的因素：
（1）化合物分子母核大小（碳数多少）：
分子大、碳数多，极性小；
分子小、碳数少，极性大。
（2）取代基极性大小：
在化合物母核相同或相近情况下，化合物极性大小主要取决于取代基极性大小。
常见基团极性大小顺序如下；
酸＞酚＞醇＞胺＞醛＞酮＞酯＞醚＞烯＞烷。
举例：
判断下列各组化合物极性大小。
常用溶剂可分为以下三类：
①水：
强极性溶剂
优点：
取之不尽、用之不竭；
价廉易得；
使用安全。
缺点：
提取液中杂质较多（如无机盐、蛋白质、糖类和淀粉等）；
水提液易变质、发霉、不易保存；
沸点高，蒸发浓缩时间长；
沸水提取时，淀粉被糊化，增加过滤难度；
皂苷及粘液质，减压浓缩时，产生大量气泡等。
②亲水性有机溶剂：
甲醇、乙醇、丙酮（与水任意比例混溶）：
苷类、生物碱盐、鞣质等。
特点：
对细胞穿透能力较强
对许多成分的溶解性能好，提取完全
毒性低，价格便宜，回收方便
比水用量少，提取时间短，水溶性杂质少
乙醇提取天然产物成分是目前最常用的方法。
③亲脂性有机溶剂：
如石油醚、苯、氯仿、乙醚、乙酸乙酯、二氯甲烷等（与水不能任意混溶）可溶解挥发油、油脂、叶绿素、树脂、内酯、
某些生物碱及一些苷元。
特点：
选择性强，沸点低，浓缩回收方便，易燃，有毒，价贵，设备要求较高，穿透药材组织的能力较差，提取时间较长，有局限性。
水提取方法：
1）浸渍法2）煎煮法3）渗漉法4）回流提取法5）连续回流提取法
溶剂提取法可分为如下几种情况:
（1）采用几种不同极性的溶剂分步提取
一般先采用极性低的、与水不相混溶的有机溶剂，
再用能与水相溶的有机溶剂，最后用水提取。
目前常用的两种系统：
①己烷---乙醚---甲醇---水；
②己烷---二氯甲烷---甲醇---水
（2）单一溶剂提取
水直接提取
例：
①小檗碱将三颗针切片或打成粗粉，用水浸泡或
渗漉，渗漉液用盐酸酸化至pH=3，加食盐饱和，即析出
小檗碱盐酸盐结晶。
②芸香苷槐花米用水煎煮，水煎液放冷即析出芸香苷
结晶。
提取液中杂质较多；
含有黏液，浓缩会产生泡沫，加入少量戊醇或辛醇来克服，也可采用薄膜浓缩；
如提取物容易发霉发酵，加少量甲苯、甲醛或氯仿等作防腐剂。
有机溶剂直接提取当所含成分较为简单或某一成分含量较高时。
（3）两种或两种以上溶剂
（4）液-液分配萃取
利用混合物中的各成分在两种互不相溶的溶剂中，由于分配系数不同而达到分离的目的。
各成分在两相溶剂中分配系数相差越大，则分离效率越高。
例如：
所需成分是脂溶性，可用有机溶剂如苯、氯仿或乙醚与水进行液-液萃取。
2.水蒸气蒸馏法:
适用范围：
适用于能随水蒸气蒸馏而不被破坏的成分提取，这些化合物与水不相混溶或仅微溶，且在约100℃时有一定的蒸汽压，当水加热沸腾时，能将该物质一并随水蒸气带出。
挥发油，烤鳗油。
小分子生物碱。
小分子的酸性物质，如酚类物质
3.分馏法
利用沸点不同进行分馏（分馏柱，利用热交换及柱外空气的冷凝作用），然后精制纯化。
4.吸附法
吸附的目的：
一种是吸附除去杂质，常指鞣质色素；
一种是吸附所需物质。
常用的吸附剂有氧化铝、氧化镁，大孔树脂、酸性白土和活性炭等。
例如毛莨苷（活性炭吸附，50%乙醇脱吸附）。
5.沉淀法
利用某些活性成分与某些试剂产生沉淀的性质而得到分离或除去“杂质”的方法即为沉淀法。
注：
对于所需成分来讲，这种沉淀反应是可逆的；
最常用的是铅盐法，利用中性乙酸铅或碱式乙酸铅；
脱铅方法通常用硫化氢气体，使分解并转为不溶性硫化铅沉淀而除去。
实验室常
采用硫酸、磷酸、硫酸钠等物质脱铅。
中性乙酸铅：
酸性、邻位酚羟基化合物，有机酸、蛋白质、黏液质、鞣质、树脂、酸性皂苷、
部分黄酮苷。
碱式乙酸铅：
除上述物质外，还可沉淀某些苷类、生物碱等碱性物质。
6.盐析法:
在水提液中，加入无机盐至饱和，可使某些成分在水中的溶解度降低沉淀析出，而与水溶性大的杂质分离。
常用无机盐：
氯化钠、硫酸钠、硫酸镁、硫酸铵等
如：
三颗针根粉用稀硫酸浸泡，稀酸液加氯化钠近饱和即析出小檗碱盐酸盐；
从三七水提取液中加硫酸镁至饱和，三七皂苷乙即可沉淀析出。
7.透析法
利用小分子物质在溶液中可通过半透膜，而大分子物质不能通过半透膜的性质而达到分离的方法。
常用于纯化皂苷、蛋白质、多肽和多糖等化合物（除去无机盐、单糖、二糖等杂质）。
反之也可将大分子杂质留在半透膜内，而将小分子物质通过半透膜进入膜外溶液中，而加以分
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