Каков физиологический характер фикоцианина?

Phycocyanin (PC) is a photosynthetic pigment found in the cells of cyanobacteria and red algae that can efficiently capture light energy. It has a molecular weight of about 40 ku and consists of two subunits, α and β. One open-chain tetrapyrrole ring is covalently bound to the peptide chain. The isolated and purified water-soluble phycocyanin is blue in solution and emits purple fluorescence. It has a specific absorption peak at a wavelength of 620 nm, and its purity can be expressed as A620/A280. Due to its advantages of water solubility, non-toxicity, clarity and strong coloring power, phycocyanin is widely used as a food coloring agent and cosmetic additive. Phycocyanin has fluorescence and can be used as a fluorescent marker. In addition, studies have shown that phycocyanin has certain medical value. In recent years, it has been found that phycocyanin has a variety of biological activities, such as anti-cancer, anti-oxidation, treatment of cerebral ischemia damage, and improvement of immunity. Research on phycocyanin has become a research hotspot in natural marine drugs, and the author has conducted a review of its biological activities.

1 исследование антиопухолевой активности фикоцианина

1.1 пробный антиопухолевый тест фикоцианина

It has been reported in literature both domestically and abroad that spirulina protein has a direct killing effect on tumor cells. Schwartz et al. [1] found that spirulina protein has an inhibitory effect on cancer cells. Wang Yong et al. [2] found that spirulina protein has a strong inhibitory effect on the growth of Hela cells cultured in vitro, and that when the concentration of spirulina protein in the culture system is increased from 10 mg/L to 80 mg/L, the inhibition rate gradually increases from 3.5% to 31.0%. Chen Xinmei et al. [3] found that when the appropriate dose of phycocyanin extract is used, it can directly inhibit the growth of cancer cell lines. It was also found that the maximum effective concentration of phycocyanin extract for inhibiting the growth of different cancer cells is different. The effective concentration for the liver cancer cell SMMC-7721 is 100 mg/L, which is much higher than the 50 mg/L for the laryngeal cancer cell HEp-2. indicating that the growth inhibition of laryngeal cancer cells is more sensitive to the influence of phycocyanin extract, and that the inhibitory effect at the same concentration is also different for different cells, which provides a basis for the development of phycocyanin extract as an anti-cancer agent.

Чэнь тяньфэн и др. [4] использовали ионный обмен и гелевую фильтрацию хроматографии для очищения Селена-содержащего фикоцианина от Селена-богатой спирулины. Очищенные Селена-содержащие фикоцианин и фикоцианин препятствуют росту и распространению злокачественных меланомных клеток человека (а -375). Ик50 очищенных селен-содержащих фикобилибелок и фикобилибелок составляет 44,5 и 65,9 μmol/L, соответственно, что может значительно препятствовать распространению клеток а -375. Кроме того, фикобилибелок оказывает различное ингибиторное воздействие на клеточные линии лейкемии человека HL-60, K-562 и U-937, которые получают образование In vitro, и имеет эффект концентрации-дозы с сильным ингибиторным воздействием при высоких концентрациях. Из-за большого молекулярного веса фикоцианина, ему трудно напрямую взаимодействовать с клетками. Чжан синь и др. [5] получили активное подподразделение C-PC через см-сефарозу ф.ф. катионный обмен хроматографии, диализа и ренатурации. Воздействие C-PC, a и β subunits на рост клеточной линии аденокарциномы легких SPC-A-1 изучалось с использованием CCK-8 комплекта. Результаты показали, что фикоцианин и его подразделения оказывают ингибиторное воздействие на рост этой клеточной линии, при этом наилучшее воздействие оказывает гравитационная подединица, что указывает на наличие у них определенного антиопухолевого потенциала.

1.2 исследования физиологического механизма антиопухолевой активности фикоцианина

Ли бин и др. [6-7] полагают, что механизмом антиопухолевого эффекта фикоцианина может быть то, что фикоцианин, как митоген, связывается с митогенным рецептором на поверхности опухолевых клеток, что способствует трансконпарационному экспрессии гена CD59 в клетках через соединение рецепторов и активацию белковых киназ, что стимулирует активацию области смерти, тем самым препятствуя распространению опухолевых клеток и поощряя апоптоз опухолевых клеток.

Кроме того, для изучения воздействия фикоцианина на апоптоз клеток хелы In vitro и его основной механизм, Li Bing et al. [8] впервые обнаружили в исследовании МТТ, что фикоцианин может препятствовать распространению клеток хелы и имеет эффект концентрации-дозы. Чтобы получить более глубокое понимание того, связано ли это ингибиторное действие с индукцией апоптоза, были проведены дальнейшие исследования характеристик клеток. Электронная микроскопия показала, что клетки HeLa, обработанные фикоцианином, продемонстрировали очевидные сверхструктурные изменения. Структура электрофореза геля agпоказала, что фикоцианин может вызывать фрагментацию ДНК в клетках HeLa и создавать волоконно-подобные ленты, что является типичной особенностью клеточного апоптоза.

Впоследствии цитометрия потока была использована для обнаружения воздействия фикоцианина на изменения клеточного цикла и апоптоз в клетках гелы, а иммуногистохимия была использована для дальнейшего обнаружения воздействия фикоцианина на выражение генов, связанных с апоптозом, в клетках гелы. Результаты показали, что фитоцианин может способствовать выражению про-апоптотических генов Fas и ICAM-1 и подавлять выражение анти-апоптотического гена Bc1-2. Поскольку каспаз играет важную роль в апоптотическом сигнальном пути [9], активность каспаза в клетках HeLa, обработанных фикоцианином, получила дальнейшее развитие. Результаты показали, что каспазы -2, -3, -4, -6, -8, -9 и -10 были активированы, что указывает на то, что апоптоз клеток хелы, вызванный фикоцианином, зависит от каспаса. Цитохром с является важным белком дыхательной цепи, который выделяется из митохондрии в цитоплазму, что является характеристикой клеток, проходящих апоптоз [10] и может использоваться в качестве критерия для определения ранних стадий апоптоза. Результаты эксперимента показали, что фикоцианин может вызывать высвобождение цитохрома с, что также подтверждает, что фикоцианин достигает своей цели уничтожения опухолевых клеток путем индуцирования апоптоза в клетках хелы.

Селективные ингибиторы COX-2 могут существенно сдерживать рост опухоли и ангиогенез опухоли, вызывать апоптоз опухолевых клеток, а также повышать цитотоксичность химиотерапевтических препаратов и радиочувствительность опухолей. Reddy et al. [11] обнаружили, что фитоцианин может избирательно ингибировать активность кокса -2, вызывая апоптоз опухолевых клеток. Раw264.7 фагоциты стимулировались липополисахаридом (кти). Результаты показали, что фитоцианин оказывает зависимое от дозы ингибиторное воздействие на распространение этой клеточной линии.

2. Исследование антиоксидантной активности фикоцианина

Отечественная и зарубежная литература показывает, что природный фикоцианин и другие фикоцианины обладают антиоксидантной активностью, которая поглощает гидроксильные радикалы и радикалы пероксида водорода [12-14]. Исследования воздействия фитобилибелков на цитокины показали, что фитобилибелки могут устранить окислительный стресс, тем самым приводя к реакции TNF-a [15].

Чэнь тяньфэн и др. [4] использовали ионный обмен и гелевую фильтрационную хроматографию для очистки Селена-содержащих фикобилибелков спирулины, богатой селенем. Антиоксидантная активность Селена-содержащих фикобилибелков оценивалась путем сопоставления падальных способностей Селена-содержащих фикобилибелков и фикобилибелков с четырьмя различными свободными радикалами, а именно: общей антиоксидантной способностью, способностью пасти DPPH-радикалов, анионическими пероксидами и гемолизом, индуцированным пероксидом водорода, что позволило оценить антиоксидантную активность Селена-содержащих фикобилибелков. Результаты показали, что очищенный селен, содержащий фикобилибелок, обладает более выраженным антиоксидантным действием, чем фикоцианин при определенной дозе с точки зрения его способности собирать абт, ДППН, анионические пероксиды и радикалы ааф. После обогащения органическим селеном фитобилибелки могут значительно улучшить свои антиоксидантные свойства, поэтому в последние годы исследованию антиоксидантов селеновых фикобилибелков уделяется большое внимание [16-18].

Ченхуа и др. [19] изучали способность Селена-обогащения к-фикоцианина из плаценза морской спирулины и эффект накопления Селена-содержащих веществК-фикоцианинon superoxide anions and hydroxyl radicals. The results showed that when cultivated with the addition of a low concentration of selenium (40 to 80 mg/L), the selenium enrichment effect of marine Spirulina platensis C-phycocyanin was significantly stronger than that of freshwater Spirulina platensis C-phycocyanin. At a selenium concentration of 40 mg/L, C-phycocyanin had the highest selenium utilization rate and the largest selenium enrichment factor (0.9%); at a selenium concentration of 60 mg/L, C-phycocyanin had the highest selenium content (402 mg/kg). Selenium-containing C-phycocyanin has a stronger scavenging effect on superoxide anions and hydroxyl radicals than C-phycocyanin. The scavenging effect is positively correlated with the selenium content and protein concentration of C-phycocyanin. The selenium-containing C-phycocyanin group with the highest selenium content (402 mg/kg) has a scavenging rate of 83% and 35% for superoxide anions and hydroxyl radicals, respectively, at a concentration of 180 μg/ml. the removal rates of superoxide anions and hydroxyl radicals reached 83% and 35%, respectively, which is much higher than the removal effects of corresponding proteins from other freshwater species under the same conditions. The results of the study show that spirulina cultivated with seawater can significantly improve the selenium-enrichment capacity of C-phycocyanin and the activity of selenium-containing C-phycocyanin in removing superoxide anions.

Wang Xingping et al. [20] studied the antioxidant capacity of Spirulina platensis protein С помощью антиоксидантных испытаний нелипидной системы и антиоксидантных испытаний in vitro. Результаты показали, что белок спирулины плацензис имеет хорошую количественно-качественную связь с точки зрения удаления кислородных радикалов, гидроксильных радикалов и H2 O2. В системе In vitro, gexianmi phycocyanin значительно сократил производство MDA и уровни пероксидов в крови и печени, защищая клеточные мембраны и красные кровяные клетки. Было показано, что фикоцианин гексианми оказывает защитное воздействие на митохондриальные повреждения печени у мышей и значительно влияет на плазма's способность улавливать химически активные виды кислорода.

3 изучение фитоцианина, защищающего островные клетки

Чжан руй и др. [21] создали диабетическую модель крыс типа 2 и использовали фикоцианин и метформин для лечения крыс методом гаважа. Выражение ядерного фактора κB (NFκB) и ингибиторного белка NFκB (IκB) в клетках островка было обнаружено с использованием иммуногистохимии. Результаты показали, что после успешного моделирования у крыс содержание глюкозы в крови значительно возросло. После вмешательства и лечения постная глюкоза крови крыс в группе алгин-блю-белка и в группе метформин была значительно ниже, чем в группе моделей. Выражение NFκB в клетках островка поджелудочной железы диабетических крыс значительно возросло, в то время как выражение IκB значительно сократилось. После лечения фикоцианином и метформином выражение NFκB в клетках поджелудочной железы крыс было значительно ниже, чем у диабетической группы моделей, в то время как выражение IκB было значительно выше, чем у диабетической группы. Это указывает на то, что фикоцианин может препятствовать активности IκB/NFκB пути в клетках поджелудочной железы сахарных крыс типа 2 и оказывает определенное защитное воздействие на клетки поджелудочной железы.

Ma Xuan et al. [22] также создали модель крыс сахарного диабета 2 - го типа. После того, как крысы были успешно смоделированы, их вес тела был значительно ниже, чем у нормальной группы, пост глюкозы в крови был значительно выше, островки лангерханса были атрофированы, структура была нечетко определена, клетки были дисупорядочены, цитоплазма была опухшей, была вакуумная дегенерация и т.д., и выражение инносов островных клеток было улучшено. После лечения фикоцианином содержание глюкозы в крови было значительно ниже, чем в группе моделей, и разница была значительной. После лечения фикоцианином и метформином выражение нос в клетках поджелудочной железы было значительно ниже, чем в группе диабетических моделей, а морфологическая структура клеток поджелудочной железы была улучшена. Это свидетельствует о Том, что фикоцианин может препятствовать выражению нос в клетках поджелудочной железы диабетических крыс и оказывает защитное воздействие на клетки поджелудочной железы.

4 исследование противовоспалительной деятельности фикоцианина

Ромай и др. [23] показали этоФикоцианин продемонстрировал противовоспалительные эффектыВ 12 воспалительных испытательных моделях. Фитоцианин может отбраковывать алкильные, гидроксильные и пероксильные радикалы, ингибировать перекисление липидов в микросомах, вызываемое ионами черных металлов (Fe2+) и аскорбиновой кислотой, и его антиоксидантный эффект связан с ингибированием фактора некроза опухоли (TNF) и отсутствием производства. Гонсалес и др. [24] использовали клизму в размере 1 мл 4% уксусной кислоты для создания модели колита, 150, 200 и 300 μg/kg алгина синего белка перорального раствора было дано 30 минут назад, а активность MPO была измерена 24 часа спустя. Ткани толстой кишки были исследованы гистопатологически и ультраструктурно. Результаты показали, что алгин синий белок может снизить активность MPO. Микроскопическое наблюдение показало, что алгин-голубой белок препятствует проникновению воспалительных клеток и уменьшает повреждения толстой ткани. 13. В работе Vadiraja et al. [25] сообщается, что фитоцианин оказывает защитное воздействие на вызываемые ккло4 повреждения печени мышей, может почти восстановить уровень фермента печени в сыворотке крови до уровня контрольной группы, оказывает защитное воздействие на ферменты печени и уменьшает потери 6- фосфоглуконазы и микросомального цитохрома P140.

5 исследования гепатозащитной активности фикоцианина

Suo Yourui et al. [26] established a rat model of alcoholic liver injury and found that administration of phycocyanin complex can effectively inhibit alcohol-induced liver cell damage. Compared with the model group, the serum ALT and AST levels of rats in the phycocyanin complex groups decreased, with significant decreases in the low-dose and high-dose groups. There was a significant dose-effect relationship, indicating that phycocyanin complex has a good effect of relieving hangover and protecting the liver. When rats were given the algin protein complex, all dose groups could significantly inhibit the lipid peroxidation reaction caused by alcohol, inhibit the increase in serum and liver MDA, protect liver cells, and the dose-effect relationship was significant. The algin protein complex can prevent the depletion of GSH caused by long-term alcohol consumption, and can significantly increase the activity of GSH, thereby protecting liver cells. Therefore, it can be seen that phycocyanin complex has the effect of detoxifying alcohol, inhibiting alcohol damage to liver cells, and protecting liver function. In addition, when rats are given alcohol and phycocyanin complex at the same time, it can effectively prevent and treat abnormal changes in tissues such as hepatic steatosis and punctate necrosis.

6. Иммунное регулирование

Танг мей и др. [27] подтвердили в ходе экспериментов, что фитоцианин может способствовать воздействию фитогемаглютинина (PHA) в стимулировании трансформации лимфоцитов, восстановлении способности т-клеток образовать розеты после повреждения циклофохоспамидом и, в частности, оказывает хорошее восстановительное воздействие на формирование активных розеток; Это также может значительно увеличить количество антител-формирующих клеток и способность производить антитела в клетках селезенки у нормальных мышей и мышей с низкой иммунной функцией, обработанных гидрокортизоном.

7. Выводы

Короче говоря, фикоцианин является естественным веществом, которое является нетоксичным и высокоэффективным. Она имеет широкий спектр фармакологической деятельности, а ее производство, развитие и маркетинг создают благоприятные условия для повышения доходов местных фермеров и развития экономики. Изучение источников Селена, активизация развития сельскохозяйственных продуктов, богатых селеном, и охрана почв, богатых селеном, имеют большое значение для поддержания устойчивого развития местной экономики. Поэтому рекомендуется провести обследование содержания Селена в местном сжигании угля, промышленных выбросах, поливной воде и т.д., чтобы определить механизм образования местного обогащения Селена почвы.

Ссылки на статьи

[1] чэнь цзяю. Об активном выращивании сельскохозяйственных продуктов, богатых селенем [J]. Китайская научно-техническая информация, 2005 год (7) : 33.

[2] Hao Libo, Qi Changmou. Геохимические принципы [м]. — Пекин: геологический издательский дом, 2004.

[3] Hou Chuntang, Li Ruimin, Feng Cui' е и др. Содержание и методы региональной агроэкологической геологической съемки-тематическое исследование равнины хэбэй [J]. Геологическая научно-техническая информация, 2002, 21 (1): 66-70.

[4] Li Ruimin, Hou Chuntang. Прогресс в сельскохозяйственных геологических исследованиях внутри страны и за рубежом [C] / Jiang Jianjun, Hou Chuntang. Новый прогресс в области сельскохозяйственных геологических исследований в китае. Пекин: китайский геодезический издательский дом, 2003.

[5] Li Yinan, Xue Liwen. Обсуждение стандарта содержания Селена в пищевых продуктах, богатых селенем [J]. Гуанчжоу микроэлемент науки, 2000, 7 (5): 4-6.

[6] сунь вэнгуан, лю фэнгву, ленг сюйонг и др. Доклад геологической службы о сельскохозяйственной экологической среде бассейна реки тайлай, провинция шаньдун [р]. Цзинань: шаньдунский первый институт геологии и разведки полезных ископаемых, 2009.

[7] ван цзиньхуай, ши ченци. Обсуждение вопроса о разработке сельскохозяйственных продуктов, богатых селенем, и стандарта на содержание Селена [J]. Тяньцзинь наука и техника в области сельского и лесного хозяйства, 2005 год (3): 15-17.

[8] у ванчжэн, у чжун. Микроэлемент селен и здоровье человека [J]. Guangdong Trace Element Science, 2000, 7 (11): 7-11.

[9] ян баоуэн, ли цзинь. Предварительное обсуждение вопросов агроэкологической геологии и агроэкологических геологических проблем [J]. Гидрогеология и инженерная геология, 2000 год (5): 41-43.

[10] янь пэн, сюй шилян, цюй кецзянь и др. Земля шаньдун [м]. Пекин: China Agricultural Press, 1994.

[11] чжан зенци, лю минвей, сон чжиюн и др. Шэньдун рок страта [м]. Ухань: издательство китайского университета наук о земле, 1996 год.

[12] китайский национальный центр мониторинга окружающей среды. Фоновые значения элементов почвы в китае [м]. Пекин: China Environmental Science Press, 1999.

[13] цзоу цзяньцзюнь, ли шуанглин, чэн синьмин. Применение геохимии окружающей среды в сельском хозяйстве [J]. Динамика морской геологии, 2004, 20(1): 30 — 33.