摘要：环核苷酸是机体中广泛存在的一种重要活性物质，枣中发现的环磷酸腺苷（cAMP）和环磷酸鸟苷（cGMP）具有增强免疫、改善肝功能等活性作用。结合相关的研究进展，综述了枣果中环核苷酸的动态生长、提取方法和检测技术的研究状况，并对其功能活性进行了系统条理的介绍，可为红枣产业及功能性产品的开发和应用提供一定的参考。
关键词：枣果;环核苷酸;提取检测方法;功能活性
中图分类号：TS255.7 文献标志码：A doi：10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2019.01.053
Research Advances on Cyclic Nucleotides in Jujube
YANG Chun，ZHANG Ling，ZHANG Jiangning，DING Weiying，HAN Jiming
（Agricultural Products Processing Institute，Shanxi Agricultural Science Academy，Taiyuan，Shanxi 030031，China）
Abstract：Cyclic Nucleotides are an important active substance in the body. It was found that cycloadenosine（cAMP）and cycloguanosine（cGMP）in jujube have the effects of enhancing immunity，improving liver function and so on. Based on the related research progress，the dynamic growth and the method of extraction and detection of cyclic nucleotides in jujube fruit were reviewed. The functional activity of cyclic nucleotides in jujube were also introduced systematically，which provided references for the development and research of functional products of jujube.
Key words：jujube;cyclic nucleotides;extraction and detection methods;functional activity
紅枣为鼠李科（Rhamnaceae）枣属（Ziziphus MIll）植物的果实，含有丰富的营养成分，也是常用的中药材，因此红枣有很高的营养价值和药用价值。枣果主要活性成分包括皂苷类、生物碱类、黄酮类、环腺苷酸和环鸟苷酸等[1]。环核苷酸及其衍生物在生物体内有10多种，红枣中的环核苷酸种类仅有环磷酸腺苷（cAMP）和环磷酸鸟苷（cGMP）2种，cAMP是枣果中特色最为突出的重要生物活性物质之一[2-3]。据文献报道，大枣中cAMP含量在高等植物中是最高的，达到500 nmol/（g·fw），是一般动植物中环核苷酸含量的数千甚至数万倍[4-5]，故具有很大的开发利用价值。
1 环核苷酸概述
环核苷酸是人体内重要的第二信使，具有增强免疫、改善肝功能、治疗冠心病与心肌梗塞等多种生理及病理作用[6-8]。环磷酸腺苷（简称cAMP）和环磷酸鸟苷（简称cGMP）是环核苷酸及其衍生物中具有重要生物活性的2种物质。cAMP和cGMP是同分异构体，属于环状核苷酸，由核糖、腺嘌呤和磷酸组成（结构式如下），为两性电介质，可溶于水，性质稳定，耐酸热[9]。三磷酸腺苷（ATP）在腺苷环化酶（AC）催化下生成cAMP。cAMP可以使蛋白酶磷酸化从而使之活化，进一步起到调节代谢的作用。鸟苷三磷酸（GDP）在鸟苷酸环化酶（GC）催化下生成cGMP，它只在少数类型细胞中起特殊的第二信使作用。
2 枣果中环核苷酸的动态变化 提取以及检测技术的研究
Cyong J C等人[10]在1980 年首次发现大枣中含有环磷酸腺苷。枣中所含环核苷酸因枣的品种和地域 不同其含量有所差异。高娅等人[11]测定了15个不同品种、不同产地红枣（烘干样）中环磷酸腺苷（11.36～285.44 μg/g）和环磷酸鸟苷（0.58～56.63 μg/g）的含量均存在显著性差异，阿克苏骏枣中环磷酸腺苷含量最高、和田骏枣中环磷酸鸟苷含量最高。王向红等人[12]对10 余种枣品中的cAMP和cGMP含量测定发现，骏枣中cAMP的含量明显高于其他枣品种中的含量，与高娅等人的研究结果一致，其他枣品种的含量为0.63～3.44 μg/g。另外，新疆品种中cGMP含量明显高于其他几个省区，和田骏枣中cGMP的含量最高，可达到56.63 μg/g。苏豫梅等人[13]也对新疆阿克苏灰枣和骏枣中cAMP 的含量进行了测定，其含量分别为170 μg/g与260 μg/g，与高娅和王向红等人的测定结果有所差异，这可能是因为采样的时间和地点，以及提取方法不同而造成。苟茜等人[14]研究发现灵武长枣在成熟过程中，枣果中环磷酸腺苷含量显著上升，其不同成熟度（白绿、微红、大半红、全红）含量为2.30～22.20 μg/g，存在显著性差异，而环磷酸鸟苷含量没有显著性变化，不同成熟度含量为21.90～31.30 μg/g。此试验结果与Guo S等人[15]对枣中核苷和核酸碱基的研究结果不一致，也可能是采样地点和品种之间的差异造成。赵爱玲等人[16]以26个枣优良品种为试材，采集白熟、脆熟和完熟期的叶片、吊梗和果实的果皮、果肉4个器官的样品，采用HPLC法测定分析了cAMP和cGMP的含量。结果表明，不同器官的cAMP和cGMP含量均以果皮中最高，果肉、叶片其次，吊梗中最低。且不同发育时期的cAMP和cGMP含量均以完熟期最高、白熟期最低。王欢等人[17]将干骏枣置于密封的PE 袋内，充入自然空气为对照组、充入氮气为处理组，研究发现常温贮藏过程中，各处理的cAMP 含量呈下降趋势，但氮气处理组的cAMP 含量显著高于对照组，说明充氮处理可较好地保留骏枣干枣中的cAMP成分。
目前红枣中的cGMP含量与cAMP相比较少，有关cAMP提取的研究较多。因为cAMP有一定的水溶性，大多采用水作为提取溶剂来提取红枣中的cAMP。研究中发现在提取过程中利用超声波或微波辅助处理，可以在一定程度上提高红枣中cAMP得率。关于枣果中cAMP和cGMP 的提取和检测等方面的研究，国内外相关科研者也做了大量的试验。崔志强等人[18]利用微波辅助处理对冬枣中的cAMP进行提取，试验研究的最佳提取工艺为料液比1∶20，浸泡时间6 h，微波功率200 W，微波处理3 min。张明娟等人[19]采用超声水浴提取的方法，确定了最佳的提取工艺为料液比1∶25，乙醇体积分数15%，超声时间20 min。许牡丹等人[20]利用酶法提取木枣中的cAMP，获得较高的提取率。另外，吸附树脂的应用可改善和优化红枣中cAMP的提取，并可获得高得率的cAMP[21]。K Han-abusa等人[22]将枣粉加入5 ℃的水中，搅拌1 h后离心去除沉淀，取上清液，再将后连续上2次Dowex Ix4 型甲酸盐柱，0.05 mol/L 甲酸洗脱，洗脱液上氧化铝柱后，再上1次Dowex Ix4 型柱后的液体合并，将合并后的组分冻干、纯化。最后可得到纯度为97%的cAMP。
cAMP和cGMP的检测和测定，最早检测环核苷酸的方法是Gilman 的蛋白结合检测法， 此方法是将cAMP 用同位素作标记，然后与含有环核苷酸的样品共同竞争特异结合蛋白，如作为特异结合蛋白之一的cAMP蛋白激酶[23]。除了蛋白结合检测法之外，研究中还常用到放射免疫检测法，此方法的原理是利用抗体与过量标记的抗原相结合，再通过检测被未标记的抗原所取代标记的抗原数量，知道这些具有放射性的抗原数量就可计算出其cAMP 的含量。质谱法和其他生物荧光方法虽然实际操作较复杂，但是能够较好地检测到细胞中cAMP 的变化[24]。此外，研究中还有利用酶免疫检测法测定cAMP，这种方法的原理是利用标记与未标记的抗原来共同竞争多克隆抗体，使其反应完全后，将其加入到第二抗体的平板中，而第二抗体已用含有碱性磷酸酶作过标记，通过计算酶活力的高低，就可以反映所检测样品中cAMP 的浓度[25]。因为这些技术操作起来较复杂耗时，目前已经应用的很少了。据文献报道在枣中有关cAMP和cGMP的检测研究中，刘孟军等人[26]之前也用到蛋白结合法和放射免疫法。之后，K Hanabusa等人利用薄层色谱法测定了枣果中的cAMP。目前，高效液相色谱法的应用与之前的方法相比可以快速、准确地检测和分离枣中的cAMP。张岩等 人[27]就利用高效液相色谱法对浓缩枣汁中的cAMP和cGMP进行了测定，其色谱条件为SB-C18型色谱柱（150 mm×2.1 mm，3.5 μm），流动相：甲醇-0.05 mol/L磷酸二氢钾（10∶90，V/V），流速1 mL/min，柱温30 ℃，检测波长254 nm，进样量20 μL。
3 枣果中环核苷酸的功能活性研究
环核苷酸，是一种身体能量代谢必需的活性物质，对人体细胞起着重要的生理调节作用[28-30]。临床研究表明，cAMP可治疗心血管疾病、改善心肌缺 氧[31]，还可治疗神经系统疾病。有研究发现，cAMP可以修复大鼠脊髓损伤，诱导其神经再生[32];还有相关研究表明cAMP可治疗肝胆疾病。另外，对改善记忆功能和抗癌[13]也有一定的治疗效果。枣中cAMP的含量丰富而稳定，可使冠状动脉扩张，从而能增加脑和心脏的供血量，还可降低心肌耗氧量而改善缺血心肌的代谢，故对心脑血管病有一定的防治作用。此外，cAMP还可调控细胞的增殖分化，抑制癌细胞的生长。研究发现，富含（cAMP）的枣果水提液可显著抑制癌细胞的生长，并能使部分癌细胞恢复正常。红枣中的cAMP 还具有增强心肌收缩、扩张冠状脉动血管、改善心肌营养、抑制血小板凝集的作用[33]。王维有等人[34]采用闪式提取法提取脆枣中的cAMP，并对其体外抗过敏活性进行了研究，结果表明大枣中cAMP提取物（纯度可达68.5%）对透明质酸酶抑制率可达96.2%，显示出良好的抗过敏活性。
4 结语
近年来，科研工作者对枣中的环核苷酸进行了大量的研究，从不同枣中cAMP的动态变化、含量测定、提取方法到功能活性。虽然有一些研究成果，但其提取和分离纯化的方法还有待改进。枣中环核苷酸的功能作用及其在体内的作用机理还有待深入研究。目前，枣中环核苷酸的应用主要是在医药和食品保健2个方面。在医药领域，环核苷酸作为一种机体能量代谢必需的活性物质，在人体内有许多复杂而特殊的生理活性。在食品保健领域，主要是利用枣中环核苷酸的提取富集以增强人体免疫力，起到改善心血管、抗癌等保健作用。因此，开发利用枣果中环核苷酸的资源，不仅可以增加枣果的附加值、提高企业的利润、实现枣资源的有效利用，还可以給人体提供许多预防和保健的有效方法。
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