【doc】磷脂酰丝氨酸的制备与研究进展

【doc】磷脂酰丝氨酸的制备与研究进展 磷脂酰丝氨酸的制备与研究进展 内蒙古农业科技2009(4):83,84 InnerMongoliaAgriculturalScienceAndTechnology 磷脂酰丝氨酸的制备与研究进展 杨伟东马亚宁 (宝鸡文理学院,陕西宝鸡721013) 摘要:文章综述了磷脂酰丝氨酸的结构与性质,制备,分离方法及其在提高认 知力,治疗抑郁症,缓解紧张压抑等方面的保健功效, 并对磷脂酰丝氨酸在食品,药品行业的应用前景进行了展望. 关键词:磷脂酰丝氨酸;制备;分离;应用 中围分类号:Q545文献标识码:A10.3969/j.jssn.1007-0907.2(109.04.037文章编 号:lOo7一.o9o7(2oo9)o4—0083—02 PreparationandResearchAdvanceofPhosphatidylserine , ,YANGWei-dong (BaojiUniversityofArtsandSciences,,Baoji721013,China) Abstracts:Thestructure,thenature,separationmethodandpreparationmethodofphosphati dylserinealedescripedinthispapr,. Thehealthfunctionsofphosphatidylserinesuchasimprovingthecognitive,treatingofdepre ssionandeasingtensionsandSOon areexpounded88wel1.Theapplicationofphosphatidy~lserineinthefoodindustryandphar maceuticalindustryaleprospected. Keywords:Phosphatidylserine;Preparation;Separation;Application 磷脂酰丝氨酸(phospihatidylserin,e.简称PS)是一种唯一能够 调控细胞膜关键蛋白功能的磷脂.它广泛存在于所有动物,高等 植物以及微生物的膜中.是细胞膜重要的组分之一.另外它也是 大脑中主要的酸性磷脂.约占哺乳类动物脑中全部磷脂的10% , 2O%对许多细胞代谢过程有重要的调节作用.其主要功能是 可提高脑细胞活力,对治疗脑萎缩,预防老年痴呆症,改善老年 人的大脑功能有很好的疗效:同时对修复大脑损伤,治疗儿童多 动症具有非常显着的作用:另外对促进脑疲劳的恢复,平衡情 绪,缓解抑郁也有一定的疗效.近年来更是以"脑专一性营养物 质"引起大家的广泛关注,在国外对磷脂酰丝氨酸结构,制备,分 离和应用进行了大量的研究.而在我国对磷脂酰丝氨酸的研究 甚少.仅限于医学理论上.本文对磷脂酰丝氨酸的结构,制备,分 离和应用进行了综述. l磷脂酰丝氨酸的结构与性质' 磷脂酰丝氨酸由三部分组成:亲水性的甘油骨架为头部,丝 氨酸以及2个较长氢链的亲油基团组成的尾部.头部由3个基 团组成:丝氨酸残基与磷脂残基结合后与C一3位上的甘油的羟 基连接:甘油的另外两个羟基分别与脂肪酸成脂后组成尾部.甘 油的C一2位上的脂肪酸与C一1位的脂肪酸相比,C链一般更 长.而且不饱和键更多.其结构决定的它独特的性质,带有电荷 的头部为亲水性.由脂肪酸尾部组成的尾部为亲脂性,使得PS 具有双亲性.既有亲水性又有亲油性(图1). 2磷脂酰丝氨酸的制备 磷脂酰丝氨酸的制备方法比较多.其中主要以提取法和酶 转化法为主.其中提取法主要是从植物细胞,动物的卵磷脂中提 图1磷脂酰丝氨酸结构 取Ps.从动物中提取主要是动物的大脑及内脏:酶转化法主要 , 是以天然的卵磷脂为基质.加入丝氨酸.在磷脂酶D的作用下生成PS. 2.1提取法 提取法主要是从植物细胞,动物的卵磷脂中提取PS.由于 植物中的Ps含量较少.所以提取法以动物的卵磷脂中提取为 主.从动物中提取主要是动物的大脑及内脏.目前国外大部分以 牛,羊,兔,马,驴等家禽的动物脑为原料来提取Ps.刘代成,杨 雅婷在专利200410024225.7中以牛脑为原料,通过萃取,除杂 等工序得到纯度为84%的PS. 2.2酶转化法 酶转化法主要是以天然的卵磷脂为基质.加入丝氨酸,在磷 脂酶D的作用下.生成磷脂酰丝氨酸.其反应原理是磷脂酶D 催化转酰基反应.是多种含有伯,仲位羟基的分子与磷脂上的乙 酰胺或胆碱基团进行交换反应而形成新的磷脂.路福平,张业尼 等通过对双液相体系中磷脂酶D转酯合成磷脂酰丝氨酸的研 究.确定了磷脂酶D转化大豆卵磷脂生成磷脂酰丝氨酸反应的 方法和反应条件,以氯仿为有机相,pH值7.5,转化温度 收稿日期..2009—06—20 基金项目:宝鸡文理学院校级重点项目(ZK08151) 作者简介:杨伟东(1979.一),男,陕西宝鸡人,助教,硕士,主要研究方向为生物新材料 的制备与检测. 内蒙古农业科技No.4 28~C.转化时间5h.在上述反应条件下,最终转化率达到31%. 近年来由于疯牛病的原因.利用动物大脑提取PS的方法,提取 的产品的安全性受到人们的怀疑,现在已处于淘汰边缘. 3磷脂酰丝氨酸的分离纯化方法 通过提取法或酶转化法制的磷脂酰丝氨酸含有多种物质, 其中包括磷脂酰胆碱,磷脂酰乙醇胺,磷脂酰肌醇,磷脂酸,磷脂 酰甘油等.由于这些物质的结构相似,性质相差不大,所以分离 起来比较困难..目前用于磷脂酰丝氨酸纯化的方法有溶剂萃取 法,色谱法以及其它分离方法. 3.1溶剂萃取法 溶剂萃取法是根据磷脂酰丝氨酸在溶剂中溶解度的差异而 进行分离的.磷脂酰丝氨酸在一些溶剂中具有很好的溶解度,如 石油醚,乙醚,氯仿及四氢吠喃等有机溶剂,在甲醇及丙酮中则 不溶根据相似相溶原理.非极性溶剂对磷脂酰丝氨酸具有较好 溶解性.但选择性不是很好:而强极性溶剂虽然对磷脂的溶解性 不好.但在低浓度下却对磷脂酰丝氨酸有非常高的选择性.所 以.为了得到纯度较高的磷脂酰丝氨酸.需要极性和非极性的复 配溶液:Bligh等以动物组织为原料.应用氯仿一甲醇一水为溶剂 纯度较高的磷脂酰丝氨酸.溶 进行萃取富集磷脂酰丝氨酸.得到 剂萃取法具有操作简单,溶剂来源广泛,处理量大等优点.经处 理以后可以得到纯度为80%的Ps.如要得到纯度较高的Ps.需 要用其他方法进一步纯化分离 3.2色谱法 色谱法主要是根据支撑材料对磷脂中不同组分的吸附能力 不同而加以分离主要包括柱色谱法和高效液相色谱法.柱层析 法是根据柱填充材料对磷脂中不同组分的吸附能力不同而加以 分离吸附柱色谱法虽然可以得到含量较高的Ps,但是处理量 十分有限.而且要用到许多有一定毒性的有机溶剂.溶剂的蒸发 消耗大量能源,以及产品中的溶剂残留,分离过程耗时,并且不 适合极性磷脂的分离;高效液相色谱法具有高压,高选择性,高 灵敏度和高速等特点.近年来逐步发展用高效液相色谱来分离 和分析磷脂酰丝氨酸用高效液相色谱分析磷脂酰丝氨酸的困 难在于磷脂酰丝氨酸分子的低挥发性,不耐高温,弱紫外吸收, 易吸水,稳定性差._币且.不同来源的磷脂酰丝氨酸组成成分不 同.分子叶1脂肪酸链长度,不饱和度也有差别磷脂酰丝氨酸分 子本身的这种异质性会导致磷脂酰丝氨酸分离过程中出现色谱 峰的重叠,拖尾问.这种方法现在仍处于探索阶段 3-3其他分离方法 探头正面或负面离子快速原子轰击质谱法表丽沉析技术已 经运用于磷脂酰丝氨簸的分离和鉴定.SztICS等和Ingvardsen等 成功应用的高效毛细管电泳或胶束电动毛细管色谱技术同时分 离和定量分析磷脂样品中的其他甘油磷脂.胶束电动毛细管色 谱法可以快速分离磷脂酰丝氨酸并且溶剂消耗少 4磷脂酰丝氨酸的应用 4.1改善记忆力,延缓脑疲劳.治疗老年痴呆症 老年痴呆症已成为世界范围内不可忽视的问题.它已经成 为老年人第四大疾病.即使是没有严重到老年痴呆症.一般的人 在中年以后.记忆也会严重的下降造成疾病的主要原因是大脑 随着身体的衰老而衰老.当年龄到了一定的时期.大脑中胆固醇 的含量就会增加.而包括Ps在内的一些重要磷脂的含量则会相 应地减少.这一化学变化导致正常细胞膜中.酶活性和运输能力 的下降.同时神经结点——突触也在减少,大脑的记忆力就会随 之降低.磷脂酰丝氨酸能调节大脑中的胆固醇与磷脂的比例.恢 复脑细胞膜的正常流动性和化学组成.活化脑细胞.提高大脑中 活性酶的活性.增强记忆力. 4.2缓解精神压力.. 如今用脑过度而引起的大脑疲劳已经成为一种比较普遍咿 健康『口]题.由用脑过度而引起的抑郁症已成为新世纪人类的主 要杀手研究表明.磷脂酰丝氨酸能显着降低从事紧张工作的人 们体内过多的应激激素的水平.可以促进注意力集中,提高警觉 性和记忆力.缓解不良情绪. 4.3修复脑损伤,治疗儿童多动症 磷脂酰丝氨酸是一种神经的主要成分.能营养和活化脑中 各种酶的活性,减缓神经递质的减少,通过翻转到细胞外侧修复 大脑损伤,清除有害物质,提高注意力,集中精力,改善过动状 态.研究表明.脑神经递质数量不足会降低中枢神经系统的抑制 活动.使孩子的动作增多.磷脂酰丝氨酸是一种重要的神经成 分,能营养大脑成分,活化大脑各种相关酶类物质.进而减缓这 种由于脑神经递质数量不足而产生多动症的现象的发生 4.4竞技运动营养 Ps能帮助维持大脑的功能平衡f在功能亢进时降低其兴奋 性,在功能抑止时使其兴奋),消除神经疲劳的危害;PS能抑制运 动产生的ACTH和皮质醇,提高睾酮/皮质醇比值.减少肌肉组 织中氨基酸的流失:PS能防止运动紧张和超负荷训练引起的生 理衰退;PS能保护肌肉膜,避免由于肌肉损伤形成的磷脂酶损 坏;Ps能提高葡萄糖向肌肉细胞的传输效率.保护营养物质不 从肌肉细胞中流失;Ps能够加快体能恢复,防止肌肉疼痛:ps 能够改善运动员在训练比赛中的心理状况.缓解精神紧张.调节 比赛情绪.诺亚等通过研究发现.在自行车,举重等项目中能显 着改善运动员自身机能.有助于运动能力的发挥 5展望 目前,随着世界范围内各种疾病的蔓延.健康越来越受到 人们的重视.而对人体有重要作用的磷脂酰丝氨酸必将受到人 们的广泛关注.国内外对其结构,合成,分离纯化,改善老年人 阿耳茨海默(氏)病,提高认知力,抗抑郁,抗压抑,辅助激活酶 等保健功效做了一定的研究.但其代谢机理目前还不十分清 楚.磷脂酰丝氨酸产品的开发应用尚处于发展初期如果科学 研究的结果进一步支持磷脂酰丝氨酸的多种生理保健功能.并 且不断改进生产工艺,磷脂酰丝氨酸将以低价格,高纯度,多 功效,无毒副作用等诸多优势用于保健和临床,将在食品,药 品领域拥有广阔的前景 参考文献: 【1】ParrisM,Kidd.Phosphatidylserine,MembraneNutrientforMemory.A ClinicalandMechanisticAssessmIJ].EntAlternativeMedicine Review,1996,1(2):70—84. 【2l刘平.磷脂酰丝氨酸的药理及临床应用研究进展(下转90页) 90内蒙古农业科技No.4 1-3.2不合理的耕作制度自实行家庭联产承包责任制后.土 地为一家一户所有.耕作农机具以小四轮拖拉机为主.土地耕翻 深度有限.耕层厚度仅为12,20cm.二十多年来,绝大多数的耕 地未进行过深翻.逐渐形成了坚实并且上移的犁底层.耕作层变 浅.土壤蓄水保墒能力减弱.直接造成春季土壤墒情差而影响出 苗.而夏季雨水多时.不能很好地接纳雨水易产生径流,加剧了 土壤的侵蚀. 1.3.3不合理的施肥制度扎兰屯地区的施肥制度由最初的只 施有机肥.后来化肥的引进.有机肥和化肥配合施用.再后来以 化肥为主.有机肥为辅.最后发展为单施化肥.据调查,目前大多 数耕地已有二十多年未施用过有机肥.造成大部分耕地土壤有 机质降低.目前土壤中有机质含量平均为41.4g/kg.比第二次土 壤普查时平均67.72g,k下降了26.32g/kg,下降38.9%. 在化肥施用方面.表现化肥投入不足和施肥比例不合理.磷 肥用量较高,氮肥用量在不同作物上差别较大,水稻,玉米上用 量较大.大豆上用量较少.钾肥和微肥施用的较少.由于长期大 量施用磷肥,造成耕层磷素富集,土壤有效磷含量提高,由第二 次土壤普查时的9mg,1(提高到现在的23.4mg/kg,碱解氮,速效 钾含量降低.碱解氮降低了23.2%,速效钾降低了13.2%.土壤 微量元素缺乏严重.全市77.5%的耕地缺硼,95.2%的耕地缺钼. 由于一种或多种营养元素的不足.成为作物增产的限制因子如 大豆缺钼.造成大豆结荚率降低;土壤中缺硼,造成小麦只开花 不结实:土壤缺锌.造成玉米白化苗病大面积发生 2改良 2.1综合治理水土流失.加强退耕还林还草 扎兰屯市的地形地貌以中低山一丘陵为主.有62.5%的耕 地分布在大于3o的坡地上.加上我市降雨比较集中.降雨强度 大.再加上过度的开垦.造成水土流失十分严重.在治理过程中. 对3,5o的坡耕地采取等高耕作:对58.的坡耕地除采取等高耕 作外.还要在地埂上种植保护性灌木带:对815~的坡耕地修筑 坡式梯田:对大于15~的陡坡耕地全部退耕还林还草.近几年. 扎兰屯市在退耕还林还草方面做了大量工作.取得了一定成效 对已经形成的侵蚀沟.在沟头上部采取沟头防护工程.在沟 道中修建土,石,生物谷坊等进行治理,在沟底,沟坡,沟岸种树 种草.防止侵蚀沟扩大. 2.2建立合理的耕作,轮作制度 对一些开垦较早的耕地,土壤水,肥消耗大,结构和耕性变 差,犁底层变得坚实,要打破坚硬的犁底层,须实行浅翻深松,翻 耙结合的耕作方式.增强土壤蓄水保墒能力.改变过去粗放经 营,广种薄收状况,实行精耕细作,采用先进的农业增产技术,提 高单产,稳定总产 合理调整农作物种植结构.实行合理的轮作制度.以减轻连 作造成的病虫草害,作物产量降低等弊端.适合当地的轮作方式 有大豆——马铃薯——玉米:大豆——玉米——玉米:马铃 薯——向t3葵——玉米 2.3培肥地力.合理施肥 加大有机肥的投入.加强有机肥的积造工作.让农民认识到 有机肥对保持农作物持续稳定高产所起的不可替代的作用.它 可有效改善土壤理化性状.提高土壤肥力在增施有机肥的同时 要与化肥配合施用.化肥在提高作物产量上起了非常重要的作 用,但由于以往盲目地施肥,致使某种养分过剩,在土壤中富集, 某种养分不足.不能很好地发挥化肥的增产作用. 测土配方施肥是提高作物产量的有效途径.为推动农业可 持续和农村节能减排发挥重要作用测土配方改变农民施肥观 念.根据作物的需要施用肥料,缺什么补什么,缺多少补多少.目 前配方肥主要有两种方式:一是农户根据配方施肥建议卡配制 配方肥:二是生产企业根据配方加工生产配方肥.农民购买使 用.从2005年开始.测土配方施肥已在全国大面积展开.扎兰屯 市从2007年开始实施.两年时间取得很好效果.这一项目为农 民科学施肥指明了方向 2.4加强农田基础设施建设.发展节水灌溉 干旱一直是制约扎兰屯市农业发展的障碍因素.尤其是春 旱,因此加强农田基础设施建设,因地制宜开展农,林,水相结 合,成规模打机井.购置喷灌设备,进行节水灌溉农户在一些地 势高的地块建积雨设施.购置抗旱水箱等 (责任编辑侯旭光) (上接84页)IJI.国外医学药学分册,1991,18(4):207—209. (31MeDanielMA,MaierSF,EinsteinG0."Brain-specific"nutrients: Amemorycure[J】.Nutrition,2003,19(11/12):957—975. [4】王镜岩,朱圣庚,徐K法.生物化学[M].北京:高等教育版社,2002. 【5]冯雷刚,周红梅.磷脂酰丝氨酸的应用研究lJJ.食品研究与开发, 2002,9(27):l91—193. 【61WachteIE,BachD,MiLlerIR,BoroehovN.Interactionofdipalmitoyl Phosphatidylserinewithethanol:inductionofanorderedgelphaseat roomtemperaturelJ].ChemistryandPhysicsofLipids,2007,147(1): 14-21 【7】刘代成,杨雅婷.一种从动物细胞中提取磷脂酰丝氨酸的方法【P1.中 国专利:200410024225.7.2004—06—01. 【8】AbidiSL.Separationprocedueersforph0phatidylse"neslJI.Chro- matogrB,1998,(717):279—293. 【9】何爱山,云志.磷脂酰丝氨酸分离研究进展[J1_现代化工,2008,28 (1):27—30. [1O】袁黎明.制备色谱及应用【M】_]E京:化学一l业出版社,2005. [1】】诺亚.PS磷脂酰丝氨酸运动营养品的功用【J1_科学训练,2004,(2): 28-30. (责任编辑侯旭光l