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金钗石斛多糖的化学结构与抗白内障活性研究

王军辉  
【摘要】:金钗石斛(Dendrobium nobile Lindl.)为兰科(Orchidaceae)石斛属(Dendrobium Sw.)多年生附生草本植物,是中国药典(2010版)收载的名贵中药。金钗石斛化学成分的研究主要为生物碱、萜类、木脂素、酚类等小分子化合物,对其多糖类组分的研究较少。为了了解金钗石斛多糖的化学结构及生物活性,本文对金钗石斛多糖进行了提取、分离纯化、结构表征、糖链构象和抗白内障活性的研究。 金钗石斛干燥的茎脱色脱脂后经热水浸提获得金钗石斛水提粗多糖DNP-W,DNP-W进一步用DEAE-纤维素和葡聚糖凝胶进行分离纯化,获得7个均一多糖组分DNP-W1A、DNP-W1B、DNP-W2、DNP-W3、DNP-W4、DNP-W5和DNP-W6。采用化学(甲基化分析、高碘酸氧化-Smith降解反应、部分酸水解)与波谱学(UV、IR、GC、GC-MS、ESI-MS、NMR)结合的手段,对各均一多糖的一级结构进行了表征。结果表明DNP-W1A是由Man、Glc和Gal组成的半乳葡甘聚糖,主链由α-(1→6)-linked Manp和α-(1→3)-linked Manp组成,Glcp和Galp残基支链分别通过α-(1→6)-linked Manp的3位和2位连接在主链上。DNP-W1B是一个阿拉伯半乳葡聚糖,拥有[→4)-β-Glcp-(1→6)-β-Glcp-(1→]二糖单位的主链结构,在β-(1→6)-linked Glcp的4位形成分支,支链由Galp和Arap残基组成。DNP-W2是一个部分乙酰化的半乳甘露葡聚糖,主链由β-(1→4)-linked Glcp、β-(1→6)-linked Glcp及β-(1→4)-linked Manp组成,其中部分β-(1→4)-linked Glcp及β-(1→4)-linked Manp的6位连接有末端Galp。DNP-W3为阿拉伯半乳聚糖,主链由β-(1→3)-linked Galp组成,在其4位连接Arap和Rhap残基支链。DNP-W4是一个主链由β-(1→4)-Glcp、β-(1→6)-linked Glcp及β-(1→6)-linked Galp组成的酸性杂多糖。DNP-W5和DNP-W6为果胶类多糖,由[→4)-α-GalAp-(1→2)-α-Rhap-(1→]二糖重复单位构成主链,DNP-W5主链GalAp的3位和鼠李糖的4位存在分支,侧链包括半乳糖区域和葡萄甘露糖区域和木糖链。DNP-W6主链Rhap的4位存在分支,支链区包括半乳糖区域和葡萄甘露糖区域。 抗白内障活性试验表明,金钗石斛水提粗多糖及各均一多糖组分都对链脲佐菌素(STZ)诱导的糖尿病性白内障有一定的延缓作用,但各多糖处理组之间差异较大,以粗多糖与DNP-W1A处理组的效果最好,呈剂量依赖性。实验结束时,粗多糖与DNP-W1A处理组大鼠晶体混浊程度明显低于模型及其它多糖处理组,体重增加幅度在150-190%之间,血糖下降了25%以上,晶体各清除氧自由基酶活性及GSH含量显著高于STZ模型组,膜脂过氧化指标MDA与H_2O_2、蛋白质氧化损伤产物、糖基化终产物等含量显著低于STZ模型组。结合金钗石斛多糖抗白内障活性试验的生化指标测定及各均一多糖的结构分析,金钗石斛多糖抗白内障活性与其减轻大鼠晶体氧化损伤及抑制糖基化终产物的形成有关,其活性作用的化学结构基础可能与多糖中甘露糖含量及其连接方式有关。 进一步采用扫描电镜(SEM)、X-射线、差示扫描量热仪(DSC)、尺寸排除色谱-激光光散射(SEC-LLS)和原子力显微镜(AFM)等方法对抗白内障活性多糖DNP-W1A的溶液行为进行了探讨。SEM、X-射线及DSC分析表明DNP-W1A不具有完整单晶结构,其玻璃化转变温度为85℃。AFM显示DNP-W1A糖链分子间互相缠绕,形成大小不一的无规线团与岛屿状结构。SEC-LLS结果表明DNP-W1A在溶液中主要以半柔顺链的无规线团存在。


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