放射形土壤杆菌多糖发酵及衍生物的活性分析

【摘要】：多糖具有提高免疫能力、抗病毒、抗肿瘤、抗氧化等生物学活性,对多糖的研究 越来越受到人们的重视。本文选取一株自行筛选的放射形土壤杆菌,研究了其生产胞 外多糖(ARPS)的发酵条件;并对该多糖进行了分离纯化、结构分析及硫酸酯化修 饰,探讨了硫酸酯化衍生物抗氧化与抗肿瘤活性。主要取得以下成果: 1) 确定了放射形土壤杆菌适宜的培养基成分和发酵条件:蔗糖 45 g?L-1;酸水 解酪蛋白 10 g?L-1;混合磷酸盐((NH4)2HPO4: K2HPO4=2:1 w/w)浓度为 2.4g?L-1; 发酵种子液适宜的种龄和接种量分别为 16h和 10%(v/v);摇瓶装液量为 500ml摇瓶 装 100～125ml培养基,摇床转速为 180rpm;添加表面活性剂Tween80 或菜油可以改 善发酵液的溶氧水平,有助于提高ARPS产量;发酵温度在 30～32 ℃;初始pH 为 6.5, 培养周期 72h。在优化的培养条件下,胞外多糖产量可达 24.8 g?L-1。 2) 采用 95%乙醇醇析从发酵液中分离多糖,Sevage法除蛋白,透析得到多糖半 纯品;再经Sephadex G-75 分离纯化得到精制样品;Sephadex G-150 和紫外光谱检测 表明ARPS为不含杂质的均一多糖,且样品相对分子质量为 7.2×104。 3) 气相色谱分析确定样品单糖组分为葡萄糖,红外光谱、高碘酸氧化、Smith 降解,13C-核磁共振等分析结果确定ARPS的结构:主链上带有β-(1→6)-D-葡萄糖残 基支链的β-(1→3)-D-葡聚糖。 4) 对 ARPS 进行了化学修饰,得到硫酸酯化衍生物,进行了红外光谱分析,并 测定了它们的取代度。刚果红试验结构表明,ARPS 经过硫酸酯化修饰后构象改变, 衍生物不再具有三螺旋构象。 5) 体外实验结果表明,硫酸酯化ARPS具有抗氧化及抗肿瘤作用。衍生物对邻 苯三酚自氧化过程中产生的超氧阴离子有清除作用;对过氧化氢诱导的红细胞溶血有 一定的缓解作用,但高浓度下缓解作用消失;低取代度的衍生物抑制CCl4引发的小鼠 肝脂质过氧化效果较好;较高取代度的硫酸酯化ARPS在一定的浓度范围内对宫颈癌 细胞有直接抑制作用。