1、毕业论文 文献综述 生物工程 白蔹等植物抗菌研究现状及进展 摘 要 近年来，对植物源杀菌剂的研究越来越受到重视，从植物选材、菌种选择、试验方法以及抗菌效果的生物检测等方面对我国植物源杀菌剂研究现状进行了综述 并探讨了目前研究中存在的问题及发展趋势。 1 植物抗菌作用是指一种植物的提取物在体外能抑制防止微生 物 生 长繁 殖 或具有杀灭作用 ,其机理主要是干扰微生物的代谢过程 ,影响其结构和功能 ,如干扰细菌细胞壁的合成 ,影响细胞膜的通透性、阻碍菌体蛋 白质的合成和抑制核酸合成等。将此项研究成果应用于国民经 济建设和自然科学研究 ,无论是在理论方面还是应用方面 ,均具有重要意义 。 关键词：
2、白蔹 抗菌 植物 一、前言 植物源抗菌物质在自然界中广泛存在 ,是绿色杀菌剂创制的重要先导源。植物体内的抗菌化合物是植物体产生的多种具有抗菌活性的次生代谢产物包含了生物碱类、类黄酮类、蛋白质类、有机酸类和酚类化合物等许多不同的类型。曾有人报道过 1389 种植物有可能作为杀菌剂。最近几十年来人们对抗菌植物活性成分的化学结构 生物活性进行深入的研究，并以此为模板成功地开发了一些高效农药。如丙烯甲酸酯类、拟银杏类等，对防治农作物重要病 害发挥了重要作用。 随着绿色农药对环境生态的保护推动作用，植物源杀菌剂应用前景将会更广泛 2 抗菌药物是现代医疗中不可缺少的一大类药品，临床应用十分广泛。但是，目前
3、在应用这类药物时存在着许多问题，如毒副反应、变态反应、细菌耐药性的产生等，尤其是细菌耐药性的迅速上升，使得由这类病菌所致的严重感染没有有效的药物可供选用，对人类健康造成极大的威胁。由于中草药的特殊性，细菌较少对中草药产生耐药。因此，研究和开发抗菌中药对解决耐药菌株的产生和抗生素短缺问题具有重要意义。近年来，从天然资源中寻找新的抗菌活性的药物成为 目前研究中的一个热点。 3 随着生物材料产业的高速发展，生物材料的相关感染已经成了临床上一个非常棘手的问题。 4根据统计，在美国仅因导尿管感染而产生的菌尿症患者就占总感染 30%，相关费用每年超过 16 亿美元。 5因此，抗菌生物材料的研究已经成为目前
4、研究的重点之一。 6 二、我国植物抗菌现状以及存在问题 我国是一个抗菌植物资源大国，并且拥有悠久的历史。抗菌植物资源的研究能更合理、经济、有效地开发利用这些资源。抗菌植物在医药保健、日用化工、食品保藏等方面有这广泛的应用价值，近年来，在抗菌植物资源的研究和开 发利用方面取得了可喜的成就，同时也存在着一些问题。 2.1 植物资源有待进一步充分利用 我国植物资源丰富，目前的研究仅覆盖十分有限的种类。应继续扩大杀菌剂活性资源植物的筛选范围，进行全面、系统、深入的调查研究 以发现新的高活性植物，并弄清我国抑菌活性植物源的产地、分布、主要作用对象和范围 , 组建供咨询的数据库。同时，还应充分利用那些已经
5、证实具有抑菌活性的植物资源 扩大其药源部位和应用范围。 2.2 活性成分及其构效关系有待深入研究 我国目前对植物源杀菌剂研究的深度不够，对活性成分及其构效关系研究较薄弱 作用机制 及分子毒理学研究尚未取得突破性进展。制剂加工水平也还比较落后 这些方面的研究都亟待加强，同时为有效成分的人工合成开发新型杀菌剂奠定理论基础。此外，应加强用生物技术对药用植物进行改造，提高其药效，增强植物提取液的稳定性及作用于寄主时的渗透能力和延展能力，使其充分发挥效能。 三、植物抗菌简介 随着科学技术的发展和人类社会的进步 ,人们的生活水平显著提高 ,对环境微生物的认识和研究水平也不断提高。人们在利用有用微生物的同时
6、 ,也十分警惕致病微生物的危害。近年来欧洲出现的“疯牛病 ” 和 2003 年引起全球恐慌的 SARS 病毒 , 2004 年初日本、 韩国出现的禽流感 ,这些传染病的出现及爆发不仅严重危害了人类的身体健康 ,也带来严重的经济负效益 ,危及各国经济的发展与社会的进步。为此 ,控制和消灭有害细菌的生长和繁殖 ,是当今科技领域的重要课题。 7 3.1 抗菌作用机理 植物抗菌作用是指一种植物的提取物在体外能抑制防止微生物生长繁殖或具有杀灭作用，其机理主要是干扰微生物的代谢过程，影响其结构和功能。 8 中药在防治疾病上作用 , 是以调动机体一切有利因素 , 调动机体的反应性、提高免疫功能和防御功能而法
7、除病邪 , 康复机体。抗菌中药作用机理也是如此 , 少数是其有效成分直接作用于菌体 , 大多数抗菌机理是激发调动动物机体内在的抗菌积极因素 , 以及降低细菌毒力和减轻细菌对组织细胞的破坏作用等途径起到抗菌作用。 9抗菌作用机制有以下几个方面 : (1)干扰细胞壁的合成。细菌细胞壁的重要组分为肽聚糖 ,抗菌剂对细胞壁的干扰作用 ,主要是抑制多糖链与四肽交联的连结 ,从而使细胞壁失去完整性和对渗透压的保护作用 ,损害菌体而死亡。 (2)可损伤细胞膜。细胞膜是细菌细胞生命活动的重要结构部分 ,因此当细胞膜受损伤、破坏时 ,将导致 细菌死亡。 (3)抑制蛋白质的合成。蛋白质的合成需要活化的氨基酸 ,且
8、在各种酶参与下在核糖体上完成。抑制、阻碍和改变其中任何一组结构或其合成环节之一 ,都能导致蛋白质合成过程变更、停止 ,使细菌死亡。 (4)干扰核酸的合成。总的说是阻碍遗传信息的复制 ,包括 DNA、 RNA 的合成以及按 DNA 模板转录 mRNA 等。 3. 2 抗菌性能及其检测 抗菌性是衡量抗菌剂性能的重要指标 ,科学的测试评价方法是客观反映抗菌性测定结果的关键。应根据抗菌剂的亲 (疏 )水性、所用抗菌剂的溶出性及其外在形态使用相应的测试方法 。在抗菌剂应用中 ,抗菌性能是材料和制品的特殊功能 ,要求高效、广谱、长效、安全、耐热耐光 ,在相关环境中适用。抗菌性能的检测属微生物试验范围。 3
9、.3 植物抗菌优势 抗菌药物是现代医疗中不可缺少的一大类药品，临床应用十分广泛。但是，目前在应用这类药物时存在着许多问题，如毒副反应、变态反应、细菌耐药性的 产生等，尤其是细菌耐药性的迅速上升，使得由这类病菌所致的严重感染没有有效的药物可供选用，对人类健康造成极大的威胁。由于中草药的特殊性，细菌较少对中草药产生耐药。因此，研究和开发抗菌中药对解决耐药菌株的产生和抗生 素短缺问题具有重要意义。 10近年来，从天然资源中寻找新的抗菌活性的药物成为目前研究中的一个热点。 3.4 抗菌检测 美兰还原法与刃天青还原法 美兰还原法与刃天青还原法同是检测微生物的一种快速方法，试验研究中，刃天青还原法的还原时
10、间快于美兰还原法，且颜色变化为不可逆性反应。国外自 1929 年就将刃天青还原法应用于牛乳的卫生质量检验，国内也有应用。但用刃天青检验白蔹不同极性提取物抗菌的方法，国内外未有报道，因此我们选择此项研究试验，目的是找到一种快速、简便、准确可靠，对生产有指导作用的检测方法。 11 四 、白蔹简介 白蔹为葡萄科蛇葡萄属植物白蔹 Ampelopsis japanica（ Thunb.） Makino 的块根，具有清热散结、生肌直通功效。白蔹入药历史悠久，早在名医别录中已有记载，是历代医家治疗痈的重要药物 12中分离得到十个化合物。自白蔹的块根中分离得到十个化合物，经理化性质及光谱分析鉴定为大黄素甲醚、
11、 羽扇豆醇、谷甾醇、大黄酚、碳十六酸、大黄素、富马酸、胡萝卜甙、没食子酸、 卫茅醇。其中大黄素甲醚、大黄酚、大黄素、富马酸、卫茅醇为首次从该属中获得。大黄素甲醚、大黄酚、大黄素、富马酸、没食子酸 具有抗菌和抗真菌作用 , 这与中医药关于白蔹的临床应用相一致。 13 五、总结 目前对中草药的抗菌作用研究已做了大量工作 ,在实验和临床研究中都有很大进展。在人类面临细菌耐药性或抗生素不良反应不断增加的严峻形势下 ,对中药抗感染药物的正确认识和深入研究 ,将对人们重新认识和思考现代医学中以单纯抗菌为主要指标的抗感染治疗方法提供了一定的启示。几种有临床疗效的中药与西药的最低抑菌浓度 (MIC)比较对照表
12、明 ,几种中药的体外 MIC 值远远达不到现代医学对抗感染的评价要求。这表明不能仅从体外抑菌、杀菌的实验效果单纯 去评价中药在人体中抗感染的作用 ,必须用全新的观点和方法去认识中药抗感染的临床疗效。中药抗感染的作用与单一的西药抗感染的作用不同 ,具有多方面的综合作用。中药抗感染的重要途径是增加机体的免疫功能。临床上中西药合理应用具有显著抗菌协同作用 ,从而为中西医结合治疗感染性疾病增加了新的内容。中药是一个伟大的宝库 ,从中药中筛选出有效的抗菌药物可能是一条抗感染的捷径。 14 抗菌植物资源开发利用是一项多学科渗透的综合性很强的课题 因此应积极引进新技术加强多学科综合性的研究 ,由于植物的抗菌
13、特性具有广谱性 ,它 的利用领域就较宽广 ,因而 ,就应该做到物尽其用 ,让它发挥应有的作用。如江西的草珊瑚资源十分丰富 ,最初人们根据它的抗菌特性 ,研制了抗菌消炎的药品草珊瑚含片 ,以后又相继开发了 日用品草珊瑚牙膏。近年 ,江西又推出了保健食品草珊瑚口香糖。由于江西的草珊瑚资源得到了较合理的应用 ,生产厂家仅利用此一项资源每年就为国家上交利税超亿元。随着世界新技术革命的到来 ,抗菌植物资源的利用必然首先会受到生物工程、食品工程、电子计算机等学科先进技术的影响 ,运用细胞融合、杂交技术来进行抗菌植物的良种选育 ,能产生出许多在产量和质量上都较传统方法更好的新品种。目前 ,我们在这方面研究尚
14、不够深入 ,有待今后加强。 15 五、参考文献 1. 翟凤艳 ,郭东峰 ,刘英杰 . 我国植物源杀菌剂研究现状及展望 J.广东农业科学 , 2010(8):120-122 2. 薛伟 ,宋宝安 ,周霞 ,刁春玲 ,杨松 ,何伟 ,胡德禹 ,金林红 . 抗菌植物的研究新进展 J.农药 ,Vol.44,No.6 Jun.2005 3. 周 英 ,钱利安 ,黄赤夫 . 一种通过快速显色筛选植物提取物的抗菌活性的方法 J.食品科学 ,2008, Vol. 29, No. 05 4. Montanaro L, Campoccia D, Arciola CR. Advancements in molecu
15、lar epidemiology of implant infections and future perspectives. Biomaterials 2006; 28(34):5155-5168 5. Foxman B. Epidemiology of urinary tract infections: incidence, morbidity, and economic costs. Am J Med 2002;113 Suppl 1: S513 6. 付建喜 ,周延清 ,王瑾晔 . 抗菌生物材料的研究现状 J.中国组织工程研究与临床康复 ,2008,8,12(32):6327-6330
16、 7. 余国文 ,汤小胜 . 抗菌剂作用机理的探讨 J.黄石理工学院学报 ,2008,12,24(6) 8. 周邦靖 常用中药的抗菌作用及测定方法 J.重庆科学技术出版社重庆分社， 1985 9. 孙 健 ,吴国娟 . 抗菌中药的作用机理研究进展 J.中国兽医杂志 , 2007(43) 第二期 10. 周 英 ,钱利安 ,黄赤夫 . 一种通过快速显色筛选植物提取物的抗菌活性的方法 J.食品科学 ,2008, Vol. 29, No. 05 11. 曹摘自 中草药 1999 (11) 12. 江苏新医学院 . 中药大辞典 . 上册 . 上海 . 上海人民出版社 ,1977.204 13. 邹济高 ,金蓉鸾 ,何宏贤 . 白蔹化学成分研究 J.中药材 ,2000, 23 (2) : 91 14. 曾春兰 ,钟振国 . 中药抗菌作用的研究进展 J.广西中医学院学报 ,2006(9) 第 1 期 15. 范青生 ,肖小年 ,佘世望 . 我国抗菌植物资源 研究与开发利用 J. 1994,11:20-23
