现代海洋药物学的教学研究论文（共2篇）

第1篇：现代海洋药物学的教学开展建议

海洋药物学是我校本科生的任选课程，课时为18学时，课程目标是让学生接触并了解海洋药物，学习海洋天然产物化学知识，掌握海洋生物资源利用、熟悉海洋来源的功能性产品的开发，为培养海洋相关的医药人才打下一定的知识基础。该课程目前尚无指定教材，使用的是自编讲义。笔者在承担海洋药物学的教学过程中，认识到合理的课程内容设置是达成良好教学效果的关键。为更好地开展海洋药物教学，现就课程内容安排给出以下4点建议。

1)原来的课程体系偏重于生物类课程，药物、化学类课程比重不高，由于总课时的限制，没有为学生开设药学方向非常重要的专业基础内容一一天然药物化学。学生缺乏天然药物化学知识的基础，很难理解各种天然产物的结构特点和分类方法、提取分离方法，也不知道如何去鉴定各种类型的化合物；老师在向学生介绍各种海洋生物活性物质的时候困难重重，不得不给学生补充一些基本的天然药物化学知识，否则课堂效果非常差。因此，在海洋药物学课程内容的具体编排上应侧重于包括海洋动物、海洋植物和海洋微生物等各种来源的药物，以及可能成为药物的化合物（先导化合物）的化学结构或有效成分、相应成分的药理活性、生物来源和与这些活性成分相关的各种研宄方法。如同《天然药物化学》一样，根据各种海洋天然产物化学结构类型的不同进行分类介绍比较合适，如海洋生物多糖、萜类、甾类、生物碱、大环内酯等。同时结合海洋生物药物的特点，着重讲解海洋生物毒素、海洋微生物及其代谢产物、海洋红树林植物次级代谢产物等知识点。

2)我校具有中医中药的学科优势，因此，要适当安排讲授海洋本草的内容，讲解传统中药典籍中特别是《本草纲目》中记载的海洋中药，突出海洋中药复方的特点和优势，还要强调中医理论指导下的海洋中药和保健品的研制和开发思路。

3)海洋药物研宄的最大瓶颈问题是药源问题，海洋生物相对陆地生物来说难以大量采集和获得，因此还需要向学生介绍海洋生物资源的特点，以及海洋生物样品的采集、处置方法，如何进行相关的活性筛选等内容。

4)由于海洋药物学是一个比较新兴的交叉学科，具有一定的应用特性，因此，在教学上应安排一些成品海洋药物的发现、研宄、开发、升级换代等科普知识。只有这样，才能较为详细并且系统地传授知识，使学生有一个初步的海洋药物学概念。

作者：王令充，吴暗，刘睿（南京中医药大学药学院，江苏南京210046)

第2篇：现代海洋药物学中酶抑制剂的研究

已从海洋细菌和放线菌中分离出几种具有多种工业用途的酶抑制剂。在这些化合物中，除了单胺氧化酶外，都是新的发现，并己鉴定了其活性。这些抑制剂都可望在医药科学和农业科学中得到重要的应用。以下是日本东京海洋科技大学的科学家今田千秋最近发表的有关这些酶抑制剂的综述。

1引言

海洋环境的特点是盐渍度高，而有机物质的浓度低。海洋环境还具有恒定的低温和高度的静水压。19世纪晚期，首次报道了海洋微生物的存在，并发现海洋微生物在代谢上和生理上明显不同于陆生微生物。90%以上的海洋细菌是革兰氏阴性嗜冷菌，同时约有半数的海洋细菌需要有高Na+浓度才能维持其生长（MacLeod，1968)。海洋微生物的生长和代谢产物明显不同于陆生微生物。前田和多贺(1976)宣称，Mg3+可强烈激活从海洋弧菌（Vibriosp.)中分离出来的去氧核糖核酸的活性，而Ca2+则有稳定作用。古堀和多贺（1980)曾经分离出一种可产生磷酸酶的海洋细菌。表明，当静水压为1000标准大气压（atm)时，这种微生物的两角活性，可相当于1atm时活性的3倍以上。这说明，海洋微生物产生的酶也可能显着着不同于来源于陆地微生物的酶。因此，预制这些酶的抑制剂可显示出和同广陆生微生物的酶的抑制剂的特征。酶抑制剂作为有用的工具，之所以越来越受到重视，不仅是因为它可用于研究酶的结构和反应机理，而且还由于它们有可能用于药理学研究（Booe和Huber，1992)和农业科学（寺田等，1980)。己发现，特异性和选择性蛋白酶抑制剂，乃是可用于人类疾病诸如肺气肿、关节炎、胰腺炎、血栓形成、高血压、肌营养不良、癌症和艾滋病的致病过程中，抑制靶标蛋白酶的可能有效的工具（Demuth，1990)。

淀粉酶抑制剂还可用于防治依赖于碳水化合物的疾病诸如糖尿病和肥胖病（Bo-Linn等，1982)，以及高脂血症（Puls和Keup，1973)。己从多种陆生微生物中分离出酶抑制剂。梅泽（1972)己对陆生微生物(主要是放线菌）的酶抑制进行了广泛地研究。与动物和植物中的酶抑制剂不同，这些微生物的抑制剂，乃是大分子物质水解后所产生的低分子量化合物。

已证明，链霉菌（Streptomyces)乃是微生物酶抑制剂的来源（梅泽，1972)。但无论如何，来自陆生微生物的新的酶抑制剂似乎是罕见的。这些微生物有可能产生具有相同结构的抑制剂（梅泽等，1970；滨澄等，1992)。如上所述，海洋环境的特征显着不同于陆地环境。海洋微生物很可能是酶抑制剂的重要的新的来源。有关新的海洋微生物抑制剂的详尽研究，将为今后的研究奠定基础。迄今为止，已从浅海环境中分离出可产生酶抑制剂的微生物。但是，由于所需设施例如科研究船舰和采样装置的限制，要想从远洋或深海中采集海洋微生物的样品是困难的。

2酶抑制剂

2.1丝氨酸和半胱氨酸蛋白酶抑制剂从日本浅海环境中采集到的海洋细菌株系中分离出的丝氨酸和半胱氨酸蛋白酶抑制剂，分别称为海洋生物抑制素和单胞菌抑制素。这种细菌属于交互单胞菌（Alteromonassp.)株系（今田等，1985)。这是一种革兰氏阴性杆状微生物，其DNA含有低量的G+C。这个细菌株系的生长需要海水，可产生丝氨酸和半胱氨酸蛋白酶抑制剂（今田等，1985)。

现将海洋生物抑制素C-1和C-2的氨基酸序列于。C-1和C-2分别是具有12个或14个氨基酸残基的新的肽。鉴于C-1和C-2在碱性条件下，其酯链可被水解，从而失其抑制活性，今田等（1986)认为这些抑制剂具有内在的酯链。海洋生物抑制素由于其作为！-胰凝乳蛋白酶的丝氨酸蛋的酶蛋白酶的内在抑制，故可有效地用于阐明胰腺炎的病理发生（今田等，1986)。最近关于天然存在的蛋白酶抑制剂的氨基酸序列的研究表明，在来自种族起源相差很大的生物即哺乳动物和微生物物的抑制剂间，存在广泛的同源性（杉野和垣沼，1978)。无论如何，由于海洋生物抑制素是低分子量肽，并且它们与陆生生物抑制剂的己知的氨基酸序列之间不存在相同之处，所以海洋生物抑制素是新的抑制剂（今田等，1986)。

单胞菌抑制素是一种分子量为20000的新的糖蛋白。这种糖蛋白除了对于半胱氨酸蛋白酸诸如木瓜蛋白酶和无花果蛋白酶有抑制活性之处，对于来自鱼类的病原细菌诸如嗜水气单胞菌（Aeromonashydrophila)和鳗弧菌或鱼弧菌（Vibioanguillarum)的天然蛋白酶，也具有抑制活性（今田等，1985)。因此，我们相信，单胞菌抑制素，可能有助于对鱼病的病理学研究。在单胞菌抑制素的参与下，沙丁鱼浆的断裂强度和断裂应变适合于鱼浆生产鱼糕（鱼肉凝胶），而在海洋生物抑制素参与下，则无此效应。这提示，前者可用生产鱼糕（今田等，2001)。

2.2单胺氧化酶抑制剂

内源单胺氧化酶（MAO)抑制剂可在神经递质浓度调控中发挥重要作用。已知这些抑制剂，例如内源MAO抑制剂靛红，可在日本脑炎病毒诱发的大鼠帕金森病模型中提高乙酰胆碱和多巴胺的水平（雄贺多等，2003)。已从一种共生海洋细菌交互单胞菌中，分离出一种可使甲壳动物胚胎免于遭受病原真菌侵犯的MAO抑制剂（Gil-Tumes等，1989)。经鉴定，这种抑制剂是2，3-吲哚满二酮（靛红）。靛红是生产靛蓝染料时的已知合成中间物。当交互单胞菌从巨指长臂虾（Palaemonmacrodactylus)胚胎表面持续分离出来时，巨指长臂虾的胚胎就可以抵抗病原真菌的感染。进一步的试验表明，不存在上述细菌的胚胎，可因真菌感染而迅速死亡，但再接种上述细菌的同样的胚胎则可存活。这些试验结果证明，这些上述的细菌可以使巨指长臂虾的胚胎具有化学抵抗真菌感染的能力（Gil-Turnes等，1989)。

2.3内皮素转化酶抑制剂

内皮素（ET-1)是一种21氨基酸基肽，可使血管产生强烈的和持续的收缩。有关ET-1的作用方式，己进行了众多的研究。己知ET-1是由一种含锌的金属蛋白酶，即内皮素转化酶（ECE)生物合成的。研究证明，这种酶可望用于有效地抗高血压、心血管病和肾功能衰竭（山崎等，2002)。己知陆地微生物来源中分离出膦酰二肽以及曲霉胺A和B(松浦等，1993)，和WS79089A~CA5(鹤见等，1994)。己从日本宫城县的小鹿半岛采集的海水分离出海洋细菌芽生杆菌（Blastobactersp.)SANK71894菌株的培养上清液中，提纯出一种新的ECE抑制剂B-90063。己证明，B-90063可强烈抑制人类和大鼠和ECE。这种抑制剂对人类和大鼠的ECE的50%抑制浓度（IC50)分别为1.0和3.2!M(隆一等，1998)。B-90063可望用于高血压和血管病的防治。

2.4焦谷氨基肽酶抑制剂

焦谷氨基酶（PGP)可通过阻抑多种蛋白质和肽诸如促甲状腺素释放激素（Prasad和Peterkofsky，1976)和促黄体生成素释放激素中的末端氨基酸的焦谷氨基酸残基的释放而发挥作用。这种酶广泛分布于动物和植物（Szewcruk和Kwiatkowska，1970)以及微生物中（津留等，1978)。然而，迄今尚不了解这种酶在活体内的生理作用。为了阐明各种疾病过程与PGP之间存的关系，已筛选了这种酶的抑制剂。已从中国上海市沿海采集到的海洋沉积样品中，分离出一种阳性菌株。并己利用标准分类方法，把这个菌株鉴定为链霉菌。如图4(图略）所示，己从这个菌株的培养滤液中，分离出一种新的抑制吡齐诺抑制素（Pyrizinostatin)。分离出的PGP抑制剂的特征的IQ。值为1.8mg/mlPGP(青柳等，1992)。这种抑制剂有可能用于阐明PGP引发的各种疾病的机理。

2.5壳多糖酶抑制剂

壳多糖又称几丁质，是一种N-乙酰-D-氨基葡糖单位组成的同聚物，主要作为微生物、海洋无脊椎动物和昆虫的结构多聚物而存在。壳多糖酶又称几丁质酶。壳多糖酶在多种生物学过程中的重要性表明，其抑制剂可望在今后成为抗真菌药和杀虫药的来源（vanAalten等，2001)。已发现有少数几种壳多糖酶抑制剂来源于陆地生物。设想这些抑制剂可抑制昆虫脱皮，以及阻遏其成熟至成虫生殖期(Spindler等，1990)。在这些抑制剂中，经过最广泛研究的的抑制剂是从陆地链霉菌中分离出来的异源脒（Allosamidine)(作田等，1986)。泉田等（1995)曾经筛查了约300种海洋细菌，并从日本静冈县海域中分离出的2个菌株中，发现了壳多糖酶抑制活性。此后，泉田等又在进一步的研究中，从这些分离出来的菌株中，遴选出EY410。认为这个菌株隶属

于假单胞菌（Pseudomonassp.)它可以产生一种称为CI-4(=环-L-精氨酸-D-脯氨酸）的新的壳多糖酶抑制剂（泉田等，1996)。圆盘测定法表明，这种肽在浓度为50!g/圆盘时，对大肠杆菌、金黄色葡萄菌或白色含株菌，不存在抗微生物活性；浓度为10!g/ml时，对B/Hras、B/Normal和海拉细胞或人子宫颈癌传代S3细胞无细胞毒性（泉田等，1996)。

2.6N-乙酰-"-D-氨基葡糖苷酶抑制剂N-乙酰-"-D-氨基葡糖苷酶（GiuNAC-ase)可作为外切糖苷酶，催化糖苷键水解，并从糖蛋白中释出N-乙酰-"-D-氨基葡糖。在有关病人诸如糖尿病人（Alhadeff和Holzinger等，1982)、白血病人(Drexler和Gaedicke，1983)和癌症病人（Pluucinsky等，1986)的血清中，这种酶的活性猛增。利用这种酶的抑制剂，有可能阐明上述疾病的致病的原因。鉴此，青山等（1995)试图从海洋环境中分离出可产生新的抑制剂的微生物株系，并终于从日本岩手县大槌湾105m深的海域采集的海洋沉积中，分离出一种链霉菌株系SA-3501。还发现SA-3501可产生对GluNAc-ase有抑制活性的新化合物焦性抑制素(Pyrostatin)A和B。焦性抑制素A和B抑制常数分别为1.7X10-6M和2.0X10-8M的竞争性抑制剂。这两种抑制剂在浓度为100!g/ml时，不存在显着的抗微生物活性；在静脉内注射剂量为100!g/kg体重时，对小鼠不产生毒性效应。

2.7黄嘌呤氧化酶抑制剂

黄嘌呤氧化酶（XO)是一种存在于多种哺乳动物的不同通过黄嘌呤组织中的具有极多种功能的黄素蛋白。XO可催化次黄嘌呤而氧化为尿酸。人体血液中若有过多的尿酸积累，就可导致高尿酸血症，从而引起痛风（Borges等，2002)。XO的的抑制剂可降低尿酸的浓度水平，从而显示出抗高尿酸血症效应。己从日本冲绳县阿嘉岛表面海水中分离出一种海洋细菌株系的发酵肉汤培养中，提纯出一种XO的强烈抑制剂4-氨基-IH-吡唑-[3，4-d]-嘧啶-3-酮（Hydroxyakalone)。同时，经鉴定证实，这一细菌株系乃是一个橙黄琼脂土壤农杆菌新种(.(泉田，1995)，其对XO活性的IC50为4.5!m。

作者：汪开治