概述^[1-2]

藻膽蛋白是藻類特有的捕光色素蛋白，主要可以分為藻紅蛋白、藻藍蛋白、別藻藍蛋白和藻紅藍蛋白。藻藍蛋白(phycocyanin，PC)是一種深藍色粉末，它既是蛋白質(zhì)又是良好的天然食用色素，多見于螺旋藻、魚腥藻、地木耳中，其中螺旋藻細胞中的蛋白質(zhì)含量豐富，PC占總蛋白質(zhì)的7%左右。PC具有抗癌、抗氧化、治療腦缺血損傷、提高機體免疫力等多種生理功能，有關(guān)PC的研究已經(jīng)成為天然海藥物的研究熱點。PC的提取分離技術(shù)也成為時下人們所關(guān)注的問題之一。

藥理活性^[1-2]

1. 抗炎作用

首先，藻藍蛋白可以抑制魯米諾在堿性條件下的氧化發(fā)光反應(yīng)，作用于吞噬細胞呼吸爆發(fā)，使自由基(·OH，H2O2，RO·)和多余過氧化物減少，從而達到抑制作用。有證據(jù)表明活性氧如超氧陰離子，過氧化氫和羥基自由基，可以使花生四烯酸級聯(lián)，從而造成肥大細胞脫顆粒并釋放組胺、5-羥色胺、腫瘤壞死因子和其他炎癥介質(zhì)。而藻藍蛋白正好能夠清除過氧化物，羥基和烷基自由基。為了了解藻藍蛋白對H2O2和·OH潛在的清除能力，研究了其對過氧化氫誘導(dǎo)的體外炎癥反應(yīng)模型的抑制作用。結(jié)果顯示，藻藍蛋白減輕了葡萄糖氧化酶在小鼠爪子上引起的水腫。因此，藻藍蛋白對·OH的清除效果使它具有了抗炎作用。

2. 抗氧化活性與保護肝臟的作用

研究藻藍蛋白對用R-(+)-長葉薄荷酮和CCl4誘導(dǎo)的大鼠肝毒性藥理活性。結(jié)果顯示藻藍蛋白可以顯著降低兩種化合物產(chǎn)生大量自由基引起的肝毒性。結(jié)果顯示，藻藍蛋白顯著降低了枯否細胞的吞噬功能和相關(guān)的呼吸爆發(fā)活動，其原理是藻藍蛋白減少了氧化應(yīng)激產(chǎn)生的腫瘤壞死因子TNF-α和甲亢狀態(tài)下產(chǎn)生的一氧化氮。所以我們認為，藻藍蛋白的保肝作用主要歸功于其抑制了氧化反應(yīng)中活性代謝產(chǎn)物的生成以及有效的消除自由基。此外，藻藍蛋白還可以抑制細胞色素P450介導(dǎo)的一些反應(yīng)，例如，抑制P450參與的氧化反應(yīng)活性代謝物的生成。藻藍蛋白可以抑制由CCl4誘導(dǎo)的大鼠體內(nèi)肝臟脂質(zhì)過氧化反應(yīng)。

3. 抗氧化作用與消除白內(nèi)障作用

藻藍蛋白通過線粒體和未折疊蛋白反應(yīng)途徑抑制D-半乳糖誘導(dǎo)的人晶狀體上皮細胞凋亡。晶狀體上皮細胞凋亡是白內(nèi)障形成的重要原因，預(yù)防LEC細胞凋亡可以作為白內(nèi)障的一種治療策略。實驗結(jié)果表明藻藍蛋白可以通過調(diào)節(jié)體內(nèi)外抗氧化酶的水平，以致減少體內(nèi)氧化應(yīng)激反應(yīng)，降低了亞硒酸鈉誘導(dǎo)的白內(nèi)障的發(fā)病率。

4. 抗氧化活性與保護血管作用

1999年提出動脈粥樣硬化是一種炎癥性疾病，具有慢性炎癥反應(yīng)病理過程的特征。實驗證實螺旋藻中的藻藍蛋白通過抑制活性自由基和環(huán)氧合酶-2的生成，從而提高了體內(nèi)抗氧化酶的水平，有效改善了動脈粥樣硬化動物氧化應(yīng)激所造成的炎癥損傷，并具有調(diào)節(jié)血脂的作用。

5.抗氧化活性與神經(jīng)保護作用

抗氧化能力的下降和氮氧活性自由基的增加與人體器官老化和神經(jīng)退行性疾病有很大關(guān)聯(lián)。在某些動物模型中注射SOD，發(fā)現(xiàn)其可以抑制這些模型的炎癥反應(yīng)，在離體免疫細胞以及動物和人類體內(nèi)，可以增加免疫功能的某些分子表達。許多臨床試驗報告表明，在腦損傷或梗死的患者的腦脊液和腦組織中，細胞因子的表達明顯增加。藻藍蛋白的抗氧化性可能作用在細胞因子上，從而及時修復(fù)腦損傷，抑制細胞壞死。

6. 預(yù)防腫瘤作用

鄰苯三酚紅漂白實驗結(jié)果顯示，藻藍蛋白輔基比藻藍素對過氧亞硝基陰離子有更強的清除作用，而藻藍素也很顯著的抑制了過氧亞硝基陰離子造成的DNA單鏈斷裂，并呈劑量依賴關(guān)系，這種效果可能為預(yù)防細胞發(fā)生癌變打下了基礎(chǔ)。當TPA誘導(dǎo)的小鼠出現(xiàn)腫瘤關(guān)鍵特征因子，如鳥氨酸脫羧酶，環(huán)氧合酶-2，白細胞介素6和磷酸化信號轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄活化因子3的表達時，使用藻藍蛋白可抑制這些由TPA引起的腫瘤關(guān)鍵特征因子的表達，并且具有劑量依賴性。對藻藍蛋白的抗氧化和抑制癌細胞生長進行了研究。通過熒光和相差顯微鏡觀察到藻藍蛋白可抑制HT-29(結(jié)腸癌)和A549(肺癌)細胞的生長，使癌細胞的DNA在G(0)/G(1)期停滯和裂解。

另外，藻藍蛋白對于化療過程中產(chǎn)生的機體氧化應(yīng)激損傷的良好保護能力。藻藍蛋白可以防止順鉑引起的谷胱甘肽還原酶的降低，減少過氧化氫的含量，維持血液中尿素氮的水平，對氧化應(yīng)激有良好的抑制作用，具有抑制順鉑所致的腎毒性的作用。不僅如此，多年癌癥研究證明，恰當?shù)乃幬锏慕M合可以有效的提高單一藥物在治療方案中的安全性和有效性。

制備^[3]

傳統(tǒng)的PC分離提純技術(shù)一般通過超聲、反復(fù)凍融、酶解和高壓均質(zhì)等方法使細胞裂解獲得PC粗提液，之后將(NH4)2SO4沉淀法與多種色譜層析法結(jié)合使用，從而達到分離純化的目的。此類方法存在步驟繁瑣、蛋白質(zhì)損失量較大、難以規(guī)?；茝V，且高于50%的生產(chǎn)成本用在純化的過程中等缺點。為解決PC純度問題，近幾十年來出現(xiàn)了一系列分離純化PC的技術(shù)，其主要目標是為了改善PC的品質(zhì)，它們的分離提純工藝大致相同，但卻在分離提純時間、成本、回收率、純度等方面各有所長。目前，PC常用的分離純化技術(shù)有鹽析、雙水相萃取、反膠團萃取、柱層析等幾種。

主要參考資料

[1] 功能食品藻藍蛋白的生理活性研究進展

[2] 藻藍蛋白抗氧化作用及其藥理活性研究進展

[3]藻藍蛋白分離純化技術(shù)及其影響因素分析