土鱉蟲不同酶解提取物的體外抑菌活性研究

趙紅玲，鄧淑華，郝 婷，尹毛毛，尹志峰，王良友

(承德醫學院 中藥研究所 河北省中藥研究與開發重點實驗室，河北 承德 067000)

土鱉蟲不同酶解提取物的體外抑菌活性研究

趙紅玲，鄧淑華，郝 婷，尹毛毛，尹志峰，王良友*

(承德醫學院 中藥研究所 河北省中藥研究與開發重點實驗室，河北 承德 067000)

采用不同酶酶解土鱉蟲粉，用 Folin酚比色法測定不同酶解提取物的質量得率和肽含量；然后以金黃色葡萄球菌、白葡萄球菌和大腸埃希氏桿菌為受試菌株，通過體外抑菌實驗測定酶解提取物的抑菌活性。結果表明，土鱉蟲胃蛋白酶酶解提取物的肽含量最高，達到36.5%；胃蛋白酶酶解提取物對3種受試菌株均有不同程度的抑制作用，其中對金黃色葡萄球菌的抑制作用最強，最低抑菌濃度(MIC)和最低殺菌濃度(MBC)分別為12.5 mg·mL-1和25.0 mg·mL-1。

土鱉蟲；酶解；體外抑菌活性；抗菌肽

土鱉蟲為鱉蠊科Eupolyphaga sinesisWallker的雌蟲干燥體，是一種珍貴的蟲藥資源，含有較多活性成分：蛋白質、氨基酸、不飽和脂肪酸、微量元素、生物堿和脂溶性維生素等[1-2]，在增強機體免疫力、抗炎、抗凝血、抗氧化、抗腫瘤、抗菌、預防心血管疾病等方面具有較好的作用[3-7]，有較高的營養和藥用價值，已被開發成食物原料，如營養價值較高的蛋白質補充劑：中華地鱉酒、中華地鱉膠囊、地鱉蟲氨基酸口服液等。

昆蟲提取物具有抗生素活性，是潛在的天然抗生素，具有一定的開發前景。目前，國內外對昆蟲體內抗菌物質的研究主要集中在凝集素、溶菌酶及抗菌肽[8-10]等。其中，蟲類抗菌肽已成為國內外的研究熱點之一，如從螞蟻、蜘蛛等毒素中提取抗菌蛋白，從絲光綠蠅、美洲大蠊等中分離抗菌肽物質[11-14]，從金邊地鱉[15]、中華真地鱉[16]中采用乙酸乙酯等方法提取抑菌活性物質，但關于土鱉蟲抗菌肽的研究尚未見報道，有效抑菌活性成分及作用機制也尚未明確。因此，作者采用不同蛋白酶酶解土鱉蟲粉得到富含肽類的提取物，以金黃色葡萄球菌、白葡萄球菌和大腸埃希氏桿菌為受試菌株進行體外抑菌實驗，測定最低抑菌濃度 (MIC)和最低殺菌濃度(MBC)，評價土鱉蟲酶解提取物的體外抑菌活性，為進一步研究土鱉蟲活性成分及應用開發提供科學依據。

1 實驗

1.1 藥材與受試菌株

土鱉蟲藥材購自同仁堂大藥房，經承德醫學院中藥研究所趙春穎教授鑒定，符合2010版藥典規定。土鱉蟲干燥體粉碎，過80目篩，備用。

金黃色葡萄球菌標準株(26001-26)、白葡萄球菌標準株(26069-5)、大腸埃希氏桿菌標準株(44113-10)均購自中國食品藥品檢定研究院。

1.2 試劑與儀器

營養肉湯(批號20150701)、營養瓊脂(批號20150508)，北京奧博星生物技術有限責任公司；牛血清白蛋白、胃蛋白酶(EC.3.4.23.1)、胰蛋白酶(EC.3.4.21.4)、糜蛋白酶(EC.3.4.21.1)，Sigma公司； Folin酚檢測試劑盒(編號C505031)，Sangon Biotech公司；陽性對照藥氨芐西林膠囊(批號 19855)，香港聯邦制藥廠有限公司。

HH-400型電熱恒溫培養箱，上海躍進醫療器械廠；JA2003型電子天平，上海天平儀器廠；KQ-500B型超聲波清洗器，昆山超聲儀器有限公司；SHINVA型手提式壓力蒸汽滅菌器，山東新華醫療器械股份有限公司；一次性培養板，浙江拱東醫療科技有限公司；倒置顯微鏡，重慶光學儀器廠；Spectrum-752型紫外分光光度計，上海光譜儀器有限公司；無菌平皿。

1.3 方法

1.3.1 土鱉蟲酶解提取物的制備[17]

稱取10 g土鱉蟲粉4份，分別置于500 mL圓底燒瓶中。一份加入200 mL人工胃液、0.6 g胃蛋白酶，于37 ℃水浴恒溫振蕩器中酶解3 h；一份加入200 mL人工結腸液、0.6 g胰蛋白酶，于37 ℃水浴恒溫振蕩器中酶解3 h；一份加入200 mL人工結腸液、0.6 g糜蛋白酶，于37 ℃水浴恒溫振蕩器中酶解3 h；一份加入200 mL人工胃液、0.6 g胃蛋白酶，于37 ℃ 水浴恒溫振蕩器中酶解3 h后，用1 mol·L-1NaOH溶液調節酶解液pH值至7.5，再加入0.6 g胰蛋白酶，于37 ℃酶解3 h。反應結束后均于100 ℃水浴滅活15 min，4 000 r·min-1離心15 min，取上清液，冷凍，干燥，稱重，計算質量得率。

分別稱取上述 4種土鱉蟲酶解提取物干粉1.000 g，每份加滅菌蒸餾水5 mL溶解，配制成0.200 g·mL-1的酶解提取物溶液，備用。

1.3.2 土鱉蟲酶解提取物肽含量的測定(Folin酚比色法)[18]

肽含量測定標準曲線的繪制：在分析天平上精確稱取0.010 g結晶牛血清白蛋白，用蒸餾水溶解并定容至100 mL，配制成0.100 mg·mL-1的蛋白標準溶液；根據試劑盒說明配制工作液，充分混勻。分別精密量取0 μL、10 μL、20 μL、30 μL、40 μL、50 μL、60 μL、70 μL、80 μL、90 μL、100 μL蛋白標準溶液置于離心管中，加水至200 μL；加入1 mL工作液，混勻，室溫靜置10 min；加入100 μL Folin酚試劑，迅速混勻，室溫靜置30 min；用分光光度計測定750 nm處吸光度。以吸光度(A750)為縱坐標、蛋白標準溶液濃度(c)為橫坐標繪制標準曲線。

肽含量的測定：分別精密量取4種土鱉蟲酶解提取物溶液，置于100 mL量瓶中，加水至刻度，搖勻，作為供試品溶液，按上法測定吸光度，根據回歸方程計算肽含量。

1.3.3 土鱉蟲酶解提取物體外抑菌實驗

水利工程施工建設要盡量避免在冬季或溫度較低的深秋環境下進行，根本原因在于，氣候條件惡劣會影響軟土地基施工環節的深層攪拌樁處理。由此可見，水利施工技術人員要在處理深層攪拌樁前，密切關注施工區域的天氣變化情況，綜合考量環境因素。

菌液的配制：分別將金黃色葡萄球菌標準株、白葡萄球菌標準株和大腸埃希氏桿菌標準株在營養肉湯培養基中37 ℃增菌培養18 h，備用。

體外抑菌實驗(打孔法)[19]：按比濁法將菌液用培養基稀釋至細菌濃度為10-7個·mL-1的菌懸液，用無菌吸管吸取菌懸液100 μL到瓊脂平板上，以無菌載玻片將菌懸液涂布均勻，再用直徑為6 mm的無菌打孔器打孔，每皿打4孔，其中2孔加入0.200 g·mL-1酶解提取物溶液100 μL，1孔為空白對照，1孔為陽性對照氨芐西林(0.002 g·mL-1)，于37 ℃生化培養箱中培養18 h，以有無抑菌圈初步判斷有無抑菌活性。每種酶解提取物均進行3次重復實驗。

MIC的測定[20]：將有抑菌圈的酶解提取物溶液，采用倍比稀釋法分別用營養肉湯培養基進行8個濃度的倍比稀釋。取預處理過的無菌24孔細胞培養板，每個稀釋度對應設置2個復孔，每孔加入1 mL稀釋酶解提取物溶液。將菌液用培養基稀釋1 000倍，每孔加入50 μL稀釋菌液，其中2孔只加培養液和50 μL稀釋菌液作為空白對照，置于37 ℃恒溫培養箱中恒溫培養18 h，取出，用倒置顯微鏡觀察細菌生長狀況，以無細菌生長的最低濃度為MIC。

MBC的測定：平板高溫滅菌20 min，將已冷卻至50～60 ℃的普通瓊脂培養基倒入無菌平板上(培養基厚度4～8 mm)，凝固后備用。選擇在24孔細胞培養板上無細菌生長的培養物100 μL接種于普通瓊脂平板培養基。以無菌載玻片均勻涂布，標記平板，倒置。于37 ℃恒溫培養箱中恒溫培養18 h，取出，計數菌落，以菌落數少于5個(2個復孔的平均值)的最低濃度為MBC。

1.4 統計學分析

應用軟件SPSS20.0對結果進行分析，兩組間均數比較采用t檢驗。

2 結果與討論

2.1 肽含量測定標準曲線(圖1)

圖1 肽含量測定標準曲線

從圖1可以看出，蛋白標準溶液在0～0.100 mg·mL-1范圍內與A750線性關系良好，線性回歸方程為：A750=4.4464c+0.0618，R=0.9994。

圖2 酶解提取物的質量得率及肽含量

從圖2可以看出，仿生酶酶解提取物的質量得率最高，達到68.7%；胃蛋白酶酶解提取物的肽含量最高，達到36.5%；不同酶酶解提取物的肽含量高低依次為胃蛋白酶>仿生酶>糜蛋白酶>胰蛋白酶。

2.3 酶解提取物的體外抑菌活性評價

4種酶解提取物的抑菌效果如表1所示。

表1 4種酶解提取物的抑菌效果

Tab.1 Antibacterial efficiency of four enzymolysis extracts

酶解提取物濃度g·mL-1金黃色葡萄球菌白葡萄球菌大腸埃希氏桿菌胃蛋白酶0．200+++胰蛋白酶0．200---糜蛋白酶0．200---仿生酶0．200---氨芐西林0．002+++

注：“+”表示有抑菌圈，抑菌活性呈陽性；“-”表示無抑菌圈，抑菌活性呈陰性。

從表1可以看出，0.200 g·mL-1的胰蛋白酶酶解提取物、糜蛋白酶酶解提取物、仿生酶酶解提取物對金黃色葡萄球菌、白葡萄球菌、大腸埃希氏桿菌沒有抑菌活性，而胃蛋白酶酶解提取物(0.200 g·mL-1)和陽性對照氨芐西林(0.002 g·mL-1)對3種受試菌株均顯示出不同程度的抑菌活性。

將產生抑菌圈的胃蛋白酶酶解提取物進一步倍比稀釋，進行體外抑菌實驗，測定抑菌參數MIC和MBC，結果見表2。

表2 胃蛋白酶酶解提取物對3種受試菌株的MIC和MBC

從表2可知，土鱉蟲胃蛋白酶酶解提取物對金黃色葡萄球菌的抑制作用最強，MIC和MBC分別為12.5 mg·mL-1和25.0 mg·mL-1；對白葡萄球菌和大腸埃希氏桿菌的抑制作用相似，MIC和MBC分別為25.0 mg·mL-1和50.0 mg·mL-1。

3 結論

對土鱉蟲酶解提取物的肽含量和體外抑菌活性進行了測定和評價。結果顯示，不同酶酶解提取物肽含量的高低依次為：胃蛋白酶>仿生酶>糜蛋白酶>胰蛋白酶，胃蛋白酶酶解提取物的肽含量高達36.5%。體外抑菌實驗結果顯示僅有胃蛋白酶酶解提取物對革蘭氏陰性菌(大腸埃希氏桿菌)及陽性菌(金黃色葡萄球菌及白葡萄球菌)的抑制作用均呈陽性，且具有一定的量效關系，其中對金黃色葡萄球菌最為敏感，MIC和MBC分別為12.5 mg·mL-1和25.0 mg·mL-1。

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InVitroAntibacterial Activity of Different Enzymolysis ExtractsfromEupolyphagasinesisWallker

ZHAO Hong-ling,DENG Shu-hua,HAO Ting,YIN Mao-mao,YIN Zhi-feng,WANG Liang-you*

(KeyLaboratoryofTraditionalChineseMedicineResearchandDevelopmentofHebeiProvince,InstituteofTraditionalChineseMedicine,ChengdeMedicalCollege,Chengde067000,China)

WeenzymolyzedEupolyphaga sinesisWallkerpowderbyusingdifferentenzymes,anddeterminedthequalityyieldandpeptidecontentindifferentenzymolysisextractsbyFolinphenolcolorimetry.Then,usingStaphylococcus aureus,Staphylococcus albus,andEscherichia coliastestingstrains,wedeterminedtheantibacterialactivityofenzymolysisextractbyin vitroantibacterialexperiment.Resultsindicatedthatthepeptidecontentinpepsinenzymolysisextractwasthehighestof36.5%.Pepsinenzymolysisextracthaddifferentdegreesofantibacterialeffectsagainstthreetestingstrains,inwhichtheantibacterialeffectsagainstStaphylococcus aureuswasthebestwithMICof12.5mg·mL-1andMBCof25.0mg·mL-1.

Eupolyphaga sinesisWallker;enzymolysis;in vitroantibacterialactivity;antibacterialpeptide

河北省海外高層次人才“百人計劃”項目(E201200002)，河北省中醫藥管理局中藥類科研計劃項目(2017189)，承德醫學院大學生創新訓練計劃項目(201616)

2017-04-06

趙紅玲(1977-)，女，蒙古族，遼寧鎮賚人，助理研究員，研究方向：生物活性多肽藥物，E-mail：zhldxy@163.com；通訊作者：王良友，副教授。

10.3969/j.issn.1672-5425.2017.08.012

R284.2

A

1672-5425(2017)08-0059-04

趙紅玲，鄧淑華，郝婷，等.土鱉蟲不同酶解提取物的體外抑菌活性研究[J].化學與生物工程，2017，34(8)：59-62.