[分享]孙正祥、王瑞霞-食用菌中生物活性蛋白的研究进展
<p>英文刊名： ACTA EDULIS FUNGI </p>
<p>年，卷(期)： 2009 16(2) </p>
<p>分类号： Q94 </p>
<p> 食用菌中蛋白质、氨基酸、多糖、维生素及微量元素含量丰富，是一类珍贵的保健食品。近年来，国内外对食用菌中活性物质的研究取得了一些成果，学者们的研究主要在食用菌中蛋白质的抗病毒、抗肿瘤和多糖抗肿瘤及作为癌症辅助治疗药剂等方面，本文就食用菌中生物活性蛋白的研究进行综述。 </p>
<p>1抗病毒蛋白</p><br/>
<p>1．1抗植物病毒蛋白</p><br/>
<p> 1987年，KOBAYASHI等从香菇(Lentinula edodes)的子实体中获得一个抗植物病毒的子实体蛋白(Fruiting Body Protein，FBP)，可以抑制无细胞系统生物的蛋白质合成，用于防治番茄病毒病。付鸣佳等从榆黄蘑(Pleurotus citrinopileatus)、金针菇(Ffammufina velutipes)、杏鲍菇(Pleurotus eryngii)鲜菇中分离到抗烟草花叶病毒(tobacco mosaic virus，TMV)蛋白YP46-46(27．4 kDa)、Zb(30 kDa)和xb68Ab(23．7 kDa)。陈宁等也从灰树花(Grifola frondosa)中分离到具有抗TMV活性的蛋白质。吴丽萍等从新鲜的毛头鬼伞(Coprinus comatus)子实体中分离纯化出一种糖蛋白y3，当其浓度为2．0 ug／mL时，对TMV(20ug／mL)侵染心叶烟的抑制率达50％；y3还可抑制病毒在寄主普通烟Nicotiana tabacum var．K326中的复制。</p><br/>
<p>1．2抗动物病毒蛋白</p><br/>
<p>食用菌的提取物中不仅有抗植物病毒的蛋白，还有抗动物病毒的蛋白。PIRAINO等1999年从皱盖罗鳞伞(Rozites caperata)中分离纯化了一个分子量为10 425 Da的抗病毒蛋白(RC．183)，该蛋白显示对I型和Ⅱ型单纯疱疹病毒复制的抑制，此外该蛋白还有对水痘带状病毒、流感A病毒和呼吸道合胞体病毒的抑制作用，由质谱和其它方法研究表明它是一个结合有泛素的多肽。WANG等从糙皮侧耳(Pleurotus ostreatus)的子实体中获得了一个类泛素N端序列的糖蛋白，其分子量为12．5 kDa，该蛋白具有抑制兔网织红细胞系统翻译的作用和抑制人类免疫缺陷病毒(human immunodeficiency virus．1，HIV一1)的活性。在食用菌中筛选抗动物病毒蛋白，研究其性质，对人类治疗疾病将起到积极作用。</p><br/>
<p>2 凝集素</p><br/>
<p> 凝集素是一类具有凝集细胞或沉降复合多糖作用的非免疫起源的蛋白质或糖蛋白，它能与糖专一地、非共价地可逆结合，COULET等对几种担子菌水提物糖抑制凝集活性进行了研究，发现所试糖中乙酰半乳糖胺为菌物凝集素最有效的抑制剂Eli]。此外，食用菌凝集素的抑制糖还包括半乳糖、乳糖、N．乙酰葡萄糖胺，也有与岩藻糖、糖蛋白、唾液酸等特异结合的。</p><br/>
<p> BANNERJEE等在7种高等真菌菌丝中发现了凝集素活性，并观察到其凝集血红细胞活性效应，他们认为在真菌菌丝中普遍存在着凝集素。王贺祥等对常见22种食用菌菌丝提取物进行测定发现13种对兔血红细胞具有凝集活性，认为食用菌是凝集素的重要资源，大约30％～50％的食用菌中含有凝集素。凝集素在食用菌的子实体及菌丝中分布较多，在孢子及菌核中也存在；食用菌凝集素具有多种生物活性，可凝集细胞、抑制肿瘤生长、激发免疫调节因子表达、抗真菌、抗病毒、抗昆虫等。</p><br/>
<p> 20世纪80年代有研究表明，细网牛肝菌(Boletus satanas)凝集素对人淋巴细胞具有体外抑制性，浓度较高时可体外抑制几个系统的蛋白质合成。蒙古口蘑(Tricholoma mongo— licum)、草菇(Volvariella volvacea)等所含凝集素对小鼠腹腔肉瘤细胞具有抑制活性，之后对食用菌凝集素的研究取得了丰硕的成果。</p><br/>
<p>2000年，WANG等从新鲜的糙皮侧耳(P．ostreatus)子实体中分离到一个二聚体凝集素，该凝集素对小鼠肉瘤S一180和肝癌H-22有抑制作用，能提高小鼠的存活率，使其体重增加得到缓解E19]。2001年，孙慧等从杨树菇(Agrocybe aegerita)中分离纯化了一种能抑制TMV侵染的凝集素AAVPE20]，AAVP具有抗病毒和促进菌丝分化功能。2002年，NG和LAM从真姬离褶伞(Lyophyllum shimeiji)中分离到与以前报道的N端序列均不相同的凝集素。2003年，有双孢蘑菇(Agaricus bisporusi）凝集素(ABL)能体外调节人眼视网膜色素上皮细胞活动的报道。同年，WANG等从新鲜虎奶菇(Pleurotus tuber-regium)菌核中分离到分子量为32 kDa的与N一乙酰氨基葡萄糖特异结合的凝集素。HO等人2004年以伴刀豆球蛋白A(Con A)为对照，比较了从草菇(V．volvacea)、扇形侧耳(Pleurotus flabellatus)、猴头菌(Hericium erinaceus)、双孢蘑菇(A．bisporus)四种食用菌中提取的凝集素VVL、PFL、HEL、ABL的作用，结果表明，只有VVL通过小鼠T细胞受体(T Cell Receptors，TCR)促进有丝分裂，参与钙信号传导。2004年，刘艳如等从柱状田头菇(Agrocybe cylindracea)中分离出凝集素ACL，并证明它是一种对热较为稳定的凝集素，能凝集多种动物和人的A、B或O型红细胞，对鼠红细胞的血凝活性可被7种单糖和3种双糖抑制。HAN等2005年从裂褶菌(Schizo．phyllum commune)中分离出一种同型二聚体乳糖结合凝集素，该凝集素具有促进小鼠脾细胞有丝分裂作用和抗肿瘤细胞增生活性，可以抑制HIV-1逆转录酶活性，但没有抗真菌活性。YANG等2005年对从茶薪菇(A．aegerita)中提取到的对人类和小鼠肿瘤细胞具有强抑制活性的凝集素AAL进行了晶体学方面的研究。CHUMKHUNTHOD等2006年从裂褶菌(S．commune)中分离到一个与N一乙酰一D一氨基半乳糖(半乳糖胺)特异结合的凝集素。ZHENG等2007年从美味牛肝菌(Boletus edulis)中分离出具有促有丝分裂活性的凝集素，当其浓度为1 uM时能促进小鼠脾细胞的有丝分裂，但并没有抗真菌活性。LI等2008年从金顶侧耳(P．citrinopileatus)中分离出抗肿瘤、促有丝分裂和对HIV．1反转录酶有抑制活性的凝集素。POHLEVEN等2009年从水粉蕈(Clitocybe nebularis)中分离、纯化、克隆了类一B蓖麻毒素凝集素CNL，并证实它是具有免疫特性的凝集素，它的抑制效果是通过结合糖受体对人类白血病T细胞起作用的。</p><br/>
<p>3核糖体失活蛋白</p><br/>
<p> 核糖体失活蛋白(Ribosome Inactivating Proteins，RIPs)是一类作用于rRNA而抑制核糖体功能的毒蛋白。RIP已经从多种被子植物中分离出来，从食用菌中分离的RIP虽然不多，但近年来的研究不断增加。YAO等1998年从草菇(V．volvacea)子实体中纯化出一个分子量大约为29 kDa的核糖体失活蛋白volvarin，这个食用菌核糖体失活蛋白有很强的抑制兔网织红细胞中蛋白质合成的能力，类似于植物RIPs，起N一糖苷酶活性，它在超螺旋SV-40DNA上还有脱氧核糖核酸酶活性，同时对鼠有很强的堕胎作用。LAM等2001年从斑玉覃(Hypsizygus marmoreus)中纯化出一个核糖体失活蛋白hypsin，其分子量为20 kDa，这个核糖体失活蛋白对落花生球腔菌(Mycosphaerella arachidlcola)、梨轮纹病菌(Phvsalos piricola)、尖饱镰刀菌(Fusarium oxysporum)和灰葡萄孢(Botrytis cinerea)等真菌的菌丝体生长有抑制作用，还能抑制兔网织红细胞蛋白合成，抑制HIV—1反转录，同时还观察到该蛋白对鼠白血病细胞以及人白血病细胞和肝癌细胞的抑制。WANG等2001年通过离子交换层析和亲和层析从金针菇(F．velutipes)子实体中分离出小分子量的单链核糖体失活蛋白velutin，它能够抑制HIV-1的逆转录酶、B-葡萄糖苷酶和B一葡萄糖醛酸酶的活性，其N一末端序列与植物核糖体失活蛋白有某种程度的相似性。WANG等2001年从虎奶菇(P．tuber-regium)的菌核中分离出一种新的核糖体失活蛋白pleuturegin，研究表明它的N端序列不同于之前报道的核糖体失活蛋白。NG等2004年从金针菇(F．velutipes)子实体中得到分子量分别为30 kDa和19 kDa的核糖体失活蛋白flammin和velin，在兔网织红细胞裂解液翻译系统中抑制蛋白质合成的半抑制浓度分别为1．4 nM和2．5 nML38]。孙宇峰等从100个悬浮培养的黑木耳(Auricularia auricula)菌丝体中得到4．14 mg核糖体失活蛋白auriculin，并证明它在家兔网织红细胞裂解系统中具有抑制蛋白质翻译的活性，随后测定其分子量为26．0 kDa，并对其进行质谱分析、测定肽指纹图谱。</p><br/>
<p>不同的核糖体失活蛋白具有不同的活性，如免疫抑制作用、抗有丝分裂活性、抗增殖和抗肿瘤活性、抗病毒及抗HIV一1病毒活性等。</p><br/>
<p>4免疫调节蛋白</p><br/>
<p> 真菌免疫调节蛋白(Fungal Immuno— modulatory Protein，FIP)是近年来从一些高等担子菌子实体中提取的与植物凝集素和免疫球蛋白的结构和免疫功能相似的一类小分子蛋白质。自1989年KINO等从赤灵芝(Ganoderma lucidum)子实体中分离提取出第一种真菌免疫调节蛋白(LZ-8)后，KO等1995年从金针菇(F．velutipes)中分离出朴菇素(FIP-fve)蛋白，这种蛋白是一种具有免疫调节和细胞凝集活性的蛋白。LIN等1997年利用酵母双杂交系统和定点突变诱导来研究灵芝(Ganoderma tsugae)真菌免疫调节蛋白(FIP-gts)的结构特征。HSU等1997年从草菇(V．volvacea)中提取到FIP-vvo蛋白，具有免疫调节功能，能够增强细胞因子的表达。SHEU等2004年从毛木耳(Auricularia polytricha)子实体中分离到一个分子量13．4 kDa，等电点为5．1的免疫调节蛋白APP。MAITI等从佛罗里达平菇(Pleurotus florida)和草菇(V．volvacea)等5种食用菌中提取出免疫调节蛋白CBAEP，它通过诱导细胞凋亡对肿瘤细胞起作用，进一步研究表明它可以提高小鼠自然杀伤细胞(Natural KillerCell，NK)的细胞毒性和刺激巨噬细胞产生一氧化氮。</p><br/>
<p>5存在问题及展望</p><br/>
<p>虽然从食用菌中获得的抗病毒蛋白对植物病毒有很好的防效，但由于存在抗病毒效果持续时间有限的问题，从而限制了这些物质的进一步开发利用，田间应用进展依然缓慢。目前从食用菌中获取的大多数小分子类抗植物病毒剂都是粗提物，成分未能确定，抑制机理不明确，还有待深入研究。核糖体失活蛋白除了本身所具有的抑制蛋白质合成的活性以外，还有抗肿瘤活性以及对酶的降解活性。这些活性为我们带来了一定的启示，如抑制反转录酶活性，这种活性的存在对于控制某些依赖反转录酶进行复制的病毒无疑将是可行的。目前从食用菌中分离纯化的核糖体失活蛋白的种类和数量都很有限，但功能同植物核糖体失活蛋白具有相似性，应用前景仍需要进一步探索。</p><br/>
<p>凝集素是食用菌中一类非常特殊的蛋白质，具有促进有丝分裂、免疫调节、抗增生、抗肿瘤、扩张血管和降血压等功能，已成为细胞学家、肿瘤学家、心脑血管专家尤其是免疫学家研究的焦点。我国关于食用菌凝集素的研究仍然处于基础阶段，关于其在生物学方面的功能，我们可以借鉴植物凝集素进行深入研究。食用菌免疫调节蛋白是一类具有类似免疫球蛋白结构和免疫调节功能的小分子蛋白质，人们对它的生物学特性、免疫调节功能和分子生物学研究有浓厚的兴趣，尤其是随着分子生物学和生物工程技术的迅速发展，利用工程菌株的培养获得大量重组免疫调节蛋白的研究取得了一些进展。深入开展对食用菌免疫调节蛋白的结构、功能和工程菌高效表达的研究具有重要的意义和应用价值，相信食用菌免疫调节蛋白的开发利用将具有广阔前景。</p><br/>
<p>孙正祥1，王瑞霞2</p><br/>
<p>(1长江大学农学院，湖北荆州434025；</p><br/>
<p>2农业部应用真菌资源与利用重点开放实验室，</p>
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