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细茎石斛多糖的一级结构表征及生物活性

陈云龙  
【摘要】: 石斛为传统名贵中草药,其化学成分和药理活性已开始引人瞩目,多糖是石斛属植物中的主要药理活性成分。本文以传统药用石斛中的细茎石斛为主要研究对象,在系统研究3种药用石斛化学成分及分布规律的基础上,对细茎石斛水溶性多糖进行了提取、分离和纯化,并对其主要多糖成分的组成特性、一级结构以及部分药理作用和机制进行了研究,着重点在于细茎石斛多糖均一组分DMP1a-1的一级结构表征,尝试揭示石斛多糖的高级结构与其重要生物活性的关系,探索可借鉴的方法,主要研究结果如下: 1 石斛不同部位化学成分及分布规律研究 细茎石斛、铁皮石斛的总多糖、水溶性多糖含量较高,比较而言,细叶石斛除了含量较高的总多糖,水溶性多糖的含量则很低,仅为前二者的25%~30%左右。细茎石斛含有很高的总生物碱,与铁皮石斛中的总生物碱含量相近,均比细叶石斛高。3种石斛植物不同部位中的生物碱含量均按茎上部、中部、下部的次序依次降低,而根部又有所升高。细茎石斛、细叶石斛均含有较高的钾、钙、镁、铁、锰、锶、钛、铜8种矿质元素,在不同部位中的分布规律和趋势也基本一致。 2 干燥工艺对石斛化学成分的影响 石斛不同的采后加工处理工艺对石斛的有效化学成分的含量有一定影响。采用自然晒干处理的细茎石斛,其多糖总量较杀青烘干处理的下降了11g·kg~(-1),即多糖损耗率为6.1%,且不同部位中的多糖含量呈现出平均分布的趋势。与多糖不同,不同干燥工艺处理的细茎石斛,其植株中的总生物碱含量保持不变,只不过在不同部位中的含量发生了变化,达到了新的分布态势。从有效成分多糖的保持考虑,采后加工处理应以高温杀青低温烘干为宜。 3 细茎石斛多糖的提取分离和分析 细茎石斛的水溶性多糖可用水提醇沉法提取,其粗多糖得率高且含蛋白 杂质较少,用 DEAE一纤维素、Sephacryl、SePhadex G等系列凝胶渗透柱 色谱分离纯化,首次从该药用石料植物中分离得到8种均一性多糖,其中主 要多糖成分为 DWla-l、DMPZal和 DMP4ad三种。 DMP-l多糖的Mp、Mn、Mw分别为24370、26275、28000,MW/Mn 比为106,为分子量分布比较均一的多糖,由葡萄糖、甘露糖按1:4.798 的摩尔分子比例组成,紫外扫描分析结果表明,DW存在类似蛋白分子 的紫外吸收峰,据其红外光谱特征吸收峰推测,其分子结构中可能存在酯酸 基取代结构,高碘酸氧化分析结果显示 Dop-l的糖链结构中存在 l—3、l 一4(或1—2)、1—6糖奇键或非还原末端基,其…-。或l;-。:ll-3:31-。 为23.59:8.75:1。 细茎石料多糖 DMPZal、DMP4a.1为含有蛋白的多糖复合物,其 Mw 分别为6289、3049,其中DMPZa一主要由葡萄糖基构成,甘露糖基的含量 较少,葡萄糖和甘露糖的组成分子摩尔数之比为 12.605:1,高碘酸氧化分 析结果表明,DWZa.l中l—4,l,3及l—6糖着键的摩尔数比为2.780: l厂14:l。细茎石取多糖DMP4a-1则主要由葡萄糖,甘露糖,鼠李糖,阿拉 伯糖和半乳糖组成,其分子摩尔数之比为:2.873:2、850:l了62:l二79:1, 高碘酸氧化分析表明其糖链结构中存在1—4,l~3及l~6糖昔键,且摩尔 分数比为1.194:2.430:l。细茎石料多糖DMPZa-l、DMP4a-1的红外光谱 不存在 1732 cm”‘处的酯键特征吸收峰,即两者的糖链分子结构中没有酯酸 基取代结构。可见,细茎石料多糖 DMP-l、DMPZa-l和 DMP4a-1,无论 在分子量分布大小、单糖组成、糖劳键类型,还是在糖环取代上都存在较大 的结构差异。 4细茎石解多糖DMPla4的一级结构表征 通过脱乙酸化、Smith降解反应、甲基化分析、部分酸水解、核磁共振 波谱分析,对Dny a-1多糖的一级结构进行了表征。DMP多糖只存在毗 哺糖环,主要的糖链重复结构单元为1,4一连接(取代)的p—Do哺甘露 糖基和葡萄糖基,末端葡萄糖基的含量也较高,其次是1,4,6一连接(取 代)的p—D一毗前甘露糖基以及末端甘露糖基,至于1,3一连接(取代)的 p—D-g比前甘露糖以及1,4,6一连接(取代)的p—D一毗哺葡萄糖较少, 根据甲基化分析结果,这些糖着键的分子摩尔数比分别为7.9:22:2.l:l刀: 10:05:03,糖链末端及分支侧链上主要是葡萄糖基单元。乙酸基取代主 vn 要是发生在糖链1,4一连接的p—D一毗前甘露糖基重复单元的C.3位上。细 茎石崩多糖 DMP.1是以 p—l,4一毗哺甘露糖、葡葡萄为主要糖链重复结 构单元的乙酚甘露葡萄财前聚糖。其结构如下: a orp-InGlcp Aco Acol 41 33 6 一4)-b-nManp’(l—4)-p-WManH(1~4)-i-WGlcH(l—4)-D-D-ManH(二一*)- fi、DM。Jp一一l、4)-6-yM。p- (、4) 6、ThManH(、4)、6teManH(、4)-6 -WManH 1—4)-p-WGICp--(l—4)-f于一rManH(l— 5细茎石料多糖对血糖的调节作用


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