猪笼草,不止会吃虫子哦
猪笼草资料
猪笼草属于猪笼草科(Nepenthaceae)、猪笼草属(Nepenthes),是一种食虫植物,主要分布于亚洲中南半岛至太平洋北部,目前发现的猪笼草有100多种。
开头
文中的猪笼草是在辰山植物园拍的,旁边有挂了小牌子,说了他们的名字。种类有些多,我就不细分,统一叫猪笼草,然后一起介绍啦。
在中国植物志上,只显示猪笼草一个属一个种。就是大家经常看到的那种,今天看到各种大小的猪笼草,才发现原来这个家族这么庞大。我们来了解这种植物。
捕虫囊
猪笼草具有特殊的吸取营养器官——捕虫囊,通过捕食昆虫为植株生长提供营养,因此猪笼草可以生长在营养物质匮乏的地区。
捕虫囊依靠口部蜜腺吸引猎物,通过体部蜡质内壁防止猎物外逃,而底部内壁的消化腺可以分泌消化液,用于消化食物及吸收营养。
消化液
猪笼草消化液中包含多种水解酶,消化液含氧丰富,呈酸性,pH值为5~6,黏度较大。
消化液稀释至7%时捕虫率仍为100%,稀释至4%时捕获飞虫的成功率为70%左右,稀释至2%时对蚂蚁的捕获率为60%左右。
消化液的主要成分为蛋白质,随着捕虫囊的年龄增长,蛋白质浓度略有变化。
蛋白水解酶
多数猪笼草消化液都具蛋白水解活性,消化液中的蛋白酶来自于消化腺分泌或寄生微生物合成。
消化液中含有一种酸性蛋白酶,性质与胃蛋白酶类似,属于新型天冬氨酸肽链内切酶,是目前唯一已知的植物源性胞外分泌的天冬氨酸蛋白酶。
几丁质酶
几丁质是昆虫骨骼及多种真菌细胞壁的成分,几丁质酶在消化液内主要用于分解食物及抗菌。
磷酸酶
消化液中的磷酸酶由其中的微生物产生,有助于使食物降解出无机磷。这对于生长在营养匮乏的土地上的猪笼草具有重要意义,增加了植物的适应性。
次生代谢物
猪笼草消化液中含的次生代谢物以醌类最多见,如白花丹醌。
自由基
猪笼草消化液中有氧自由基,氧自由基由消化腺产生,通过降解昆虫的肌红蛋白,修饰肌球蛋白,使得这些蛋白更容易被蛋白酶分解,协助植物消化食物。
其他
消化液中还含有一些昆虫降解产物、无机盐、糖类、酸等。昆虫降解产物主要由氨基酸、肽类、铵盐组成。
无机盐主要包括铵盐、柠檬酸盐、草酸盐、苹果酸盐,还有Ca2+、Mg2+、Cl-等无机离子,其中氯的主要功能是维持消化酶的活性。
而糖类为直链多聚糖,另消化液呈酸性,与消化腺细胞膜上的质子泵有关。
消化液药用功能
猪笼草消化液中的萘醌类物质如白花丹醌能广泛抑制微生物的生长,对肺结核、博代氏杆菌感染、支气管肺部感染及麻风病均有治疗作用。
同时也具备抗疟疾、抗哮喘、抗肿瘤、抗动脉粥样硬化、解除痉挛、增强粒细胞功能、免疫调节、强心、避孕等功能。
诱导产生的茅膏醌及5-甲氧基茅膏醌,具有杀真菌活性且毒性低。
他通过抑制孢子发芽以及菌丝生长来抑制真菌,与现行的抗真菌药物的作用机制不同,对植物致病性及人类致病性真菌均有杀灭作用。
长链几丁质水解酶
长链几丁质水解产物N-乙酰葡萄糖胺寡聚物可用于治疗伤口。
在印度尼西亚,猪笼草消化液还被用作洗眼水,也可治疗头痛、哮喘和烧伤。
其消化液的气味会致人头痛,提示其可能具有吸入性麻醉剂的功能。
抗肿瘤及降血压
猪笼草消化液中的nepenthesin属于天冬氨酸蛋白酶中的胃蛋白酶亚型。同时,组织蛋白酶D、肾素也属于该亚型。
组织蛋白酶D可以阻止血管生成,抑制肿瘤生长。
肾素通过将血管紧张素原转化为血管紧张素I而在人类高血压及心脏疾病的发病中起重要作用,而肾素本身的激活则有赖于其他蛋白酶的参与。
猪笼草消化液中的nepenthesin与这些天冬氨酸蛋白酶属同一家族,结构上可能具备一定的同源性,从而具备潜在的抗肿瘤活性。
其与肾素的结构具有同源性,与其形成竞争,从而影响活化肾素的蛋白酶对肾素的活化作用,减少肾素的生成。
同时由于其具备强大的稳定性,因此,利用nepenthesin开发长效降压制剂、抗肿瘤药物的潜力非常巨大。
抗真菌药物的开发
猪笼草消化液中含多种几丁质酶,几丁质酶对多种植物致病性真菌具抑制作用,其机制为降解菌丝末端新合成的几丁质,破坏菌丝端部正常生长,以达到抑制菌丝生长的目的。
动物致病性真菌如白色念珠菌的细胞壁主要成分也为几丁质,因此猪笼草消化液内的几丁质酶可能具有潜在的抗动物致病性真菌的活性,有一定的开发潜力。
此外,萘醌类物质的抗真菌作用确切,具备很大的抗真菌药物开发价值。
其他
在马来西亚等地,当地人利用N.ampullaria茎中的汁液用于抗疟疾;
此外在N.thorelii根部组织萃取的萘醌可显著抑制恶性疟原虫,表明猪笼草抗疟疾组分分布较广泛,故推测猪笼草消化液具抗疟药开发潜力。
另据报道,某些种的猪笼草叶片捣碎后可用作止血剂,N.ventricosa叶片的正己烷提取物对植物致病性真菌具抑制作用,其消化液是否具类似活性尚待开发。
结尾
猪笼草的介绍先到这里啦,她在我国有全草入药之说,可用于清热利尿、消炎止咳、降压。
再加上前面的介绍,本以为猪笼草只是个可以捕虫的植物,才发现其实他也和其他植物一样有很多药用途径。
声明
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参考文献:
(1)猪笼草消化液成分及其应用价值研究进展 胡博 黄春洪 赵文亭(南昌大学基础医学院生物化学教研室 南昌 330006)