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一种灰树花菌丝体水不溶多糖硫酸酯的制备及其理化性质研究

高昊东  
【摘要】: 灰树花(Grifola frondosa )是一种名贵药食兼用真菌,灰树花多糖作为其主要活性成分具有提高免疫力、抗肿瘤、抗病毒等功能。然而,用碱溶液从灰树花菌丝体中提取到的大量多糖由于其水不溶性,影响了它在药物方面的开发应用。因此,需要通过化学改性来增加它的水溶性,从而显著提高多糖的生物活性并拓展其应用范围。多糖的硫酸酯化反应是其化学修饰中最吸引人的领域,硫酸酯化多糖由于其抗凝血和抗病毒的作用,而受到广泛关注。多糖硫酸酯的生物活性与结构之间具有密切关系,硫酸酯基的取代位置、硫酸酯基的取代度、分子量、理化性质等都对其生物活性有重大影响。 本文主要对灰树花多糖的提取,灰树花水不溶性多糖GF4A硫酸酯化条件的优化,酯化衍生物SGF4A的理化性质,结构分析和活性测试等进行了研究。系统研究了三氧化硫三甲胺盐-二甲基甲酰胺法对GF4A酯化反应的影响,获得了水溶性良好、取代度高的工艺参数。初步实验结果表明,SGF4A具有较好的免疫调节和抗凝活性,并以SGF4A为原料,进一步研究了该多糖的理化性质。主要结果如下: 1.以灰树花发酵菌丝体为原料,利用碱提酸沉淀法制得一种水不溶性多糖GF4A,经凝胶柱层析获得纯品,糖含量为99.4%。GF4A室温下不溶于水,但溶于0.5 mol/L NaOH中。综合运用化学分析法(酸水解,高碘酸氧化,Smith降解等)和波谱学方法(红外光谱IR,核磁共振波谱NMR等)对其结构进行了表征,结果表明:GF4A是由葡萄糖(Glc)、甘露糖(Man)和木糖(Xyl)三种单糖组成,其摩尔比约为9:2:1;每12个糖残基构成一个结构重复单元,主链由6个α-1,3- D-Glc和2个α-1,3-D-Man构成;每个糖单元中有2个1,4连接的侧链,一分支为三个β-1,4连接的Glc,另一分支为α-1,4连接的Xyl。 2.以GF4A为原料,从事了GF4A的硫酸酯化工艺研究。以产率,硫酸根取代度(DS)和硫酸酯化试剂的性能为指标,比较了氯磺酸-甲酰胺法、三氧化硫三甲胺盐-二甲基甲酰胺法和三氧化硫吡啶盐-吡啶法的酯化特性,确定了三氧化硫三甲胺盐-二甲基甲酰胺法为最佳酯化体系,并通过优化实验,考察了反应温度、反应时间和原料配比对GF4A硫酸酯化产物的影响。最佳制备工艺条件为:硫酸酯化剂与GF4A质量比为5:1、反应时间6 h、反应温度为80℃,该条件下所得酯化产物(SGF4A)水溶解性好,产率153%,取代度为1.6,相对分子量为88 kD。 3.根据《中国药典》,对三批不同批号的SGF4A进行了理化性质研究,结果表明:SGF4A在室温下溶解度高达50%以上,分子量在85~88 kD之间,硫酸基取代度1.5~1.6。紫外光谱分析表明,样品在265 nm处有弱吸收;红外光谱分析表明,样品在1240 cm-1和810 cm-1处有硫酸酯基的特征吸收峰;核磁共振碳谱分析表明,样品C6位羟基完全被酯化, C2和C4位羟基部分被酯化。家兔实验结果表明,SGF4A具有较好的抗凝血活性,在50μg/mL时,其抗凝效果相当于肝素的50%左右;小鼠实验结果显示,SGF4A具有一定的免疫调节作用,可抑制conA诱导T淋巴细胞的增殖,可抑制LPS诱导B淋巴细胞的增殖,在10μmol/L、1μmol/L高浓度可抑制巨噬细胞的活力,而低浓度0.1μmol/L、0.01μmol/L可促进巨噬细胞的吞噬作用。SGF4A的抗S180肿瘤活性测试正在进行中。 本文的研究结果为灰树花多糖及其硫酸酯化产物在医药领域的应用奠定基础,为更好的开发利用灰树花多糖资源,促进我国药用真菌制品的发展具有十分重要的意义。


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