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浒苔多糖的结构及寡糖研究

齐晓辉  
【摘要】:浒苔是浒苔属绿藻的总称,在分类学上属于绿藻石莼目、石莼科,是我国沿海常见海藻,其作为食用和药用藻类有着悠久的历史。本文以青岛沿海春季和秋季的缘管浒苔、青岛沿海绿潮浒苔以及厦门沿海的条浒苔为原料,采用冷水提取和热水提取方法,分别对四种不同浒苔中的多糖进行了提取,并采用各种色谱分离技术对多糖进行分离纯化,运用化学和现代波谱方法对多糖的结构进行研究;采用酸降解法对多糖进行降解得到不同聚合度的寡糖,并对寡糖的结构进行了研究。主要研究结果如下: 1.青岛沿海两种缘管浒苔(Enteromorpha linza)藻体粉末分别经冷水和热水提取得到四种多糖MC、MH、SC和SH,其得率分别为12.4%、15.0%、14.0和12.3%。采用离子交换色谱法和凝聚渗透色谱法对多糖进一步分离纯化,主要得到五个多糖组分MCS、MHS、SCS、SH1S和SH2S。通过化学方法对理化性质进行测定,结果表明MCS、MHS、SCS、SH1S和SH2S的总糖含量分别为51.7%、52.8%、45.7%、50.4%和47.6%;糖醛酸含量为20.7%、17.2%、16.8%、19.4%和15.3%;硫酸基含量为16.9%、17.5%、14.3%、10.5%和13.0%;蛋白含量均低于4%。高效凝胶渗透色谱法分析表明,MCS、MHS、SCS、SH1S和SH2S的分子量分别为412.7kDa、535.0kDa、136.2kDa、502.1kDa和213.5kDa。气相色谱法和PMP柱前衍生高效液相色谱法分析表明,MCS和MHS主要由鼠李糖组成,含有少量木糖和葡萄糖醛酸;SCS、SH1S和SH2S主要由鼠李糖组成,含有少量木糖、葡萄糖醛酸和半乳糖。红外光谱法、甲基化及核磁共振波谱法分析表明,MCS和MHS主要由[→4)-α-L-Rhap-(1→]、[→2,4)-α-L-Rhap-(1→]、[→4)-β-D-Xylp-(1→]和[→4)-β-D-GlcUAp-(1→]组成,含有少量[→3)-α-L-Rhap-(1→]、[→2)-α-L-Rhap-(1→],硫酸基主要位于[→4)-α-L-Rhap-(1→]的C-3位;SCS主要由[→3)-α-L-Rhap-(1→]、[→2)-α-L-Rhap-(1→]、[→4)-β-D-Xylp-(1→]、[→4)-α-L-Rhap-(1→]和[→2,4)-α-L-Rhap-(1→]组成,硫酸基位于[→3)-α-L-Rhap-(1→]的C-2位或C-4位、[→2)-α-L-Rhap-(1→]的C-3位或者C-4位以及[→4)-α-L-Rhap-(1→]的C-2位;SH1S主要由[→4)-α-L-Rhap-(1→]、[→3)-α-L-Rhap-(1→]、[→2,4)-α-L-Rhap-(1→]、[→4)-β-D-Xylp-(1→]和[→4)-β-D-GlcUAp-(1→]组成,硫酸基位于[→4)-α-L-Rhap-(1→]的C-3位;SH2S主要由[→4)-α-L-Rhap-(1→]和[→4)-β-D-Xylp-(1→]组成,含有少量[→2)-α-L-Rhap-(1→]、[→3)-α-L-Rhap-(1→]、[→3,4)-α-L-Rhap-(1→]、[→2,3)-α-L-Rhap-(1→]和[→2,4)-α-L-Rhap-(1→],硫酸基主要位于[→4)-α-L-Rhap-(1→]的C-3位。 2.青岛绿潮浒苔(Enteromorpha prolifera)藻体粉末经冷水和热水提取法得到两种多糖QC和QH,得率分别为10.6%和22.6%。采用离子交换色谱法和凝聚渗透色谱法对粗多糖进一步分离纯化,主要得到四个多糖组分QC1S、QCQ2、QCQ3和QHS。分析表明QC1S、QCQ2、QCQ3和QHS的总糖含量分别为52.2%、42.4%、51.0%和55.6%;糖醛酸含量为10.9%、4.3%、15.3%和17.3%;硫酸基含量为17.5%、13.2%、20.4%和17.4%;蛋白含量为2.1%、13.6%、2.4%和1.0%。高效凝胶渗透色谱法分析表明,QC1S、QCQ2、QCQ3和QHS的分子量分别为116.3kDa、546.7kDa、541.0kDa和538.4kDa。气相色谱法和PMP柱前衍生高效液相色谱法分析表明,QC1S、QCQ2、QCQ3和QHS主要由鼠李糖组成,其次为木糖;QC1S、QCQ3和QHS中还含有少量葡萄糖醛酸,而QCQ2含有少量甘露糖和氨基葡萄糖。红外光谱法、甲基化和核磁共振波谱法分析表明,QC1S主要由[→4)-α-L-Rhap-(1→]和[→4)-β-D-Xylp-(1→]组成,含有少量[→2)-α-L-Rhap4S-(1→]、[→3)-α-L-Rha4S-(1→]、[→4)-α-L-Rhap2S-(1→]和[→3,4)-α-L-Rhap-(1→];QHS主要由[→4)-α-L-Rhap-(1→]、[→4)-β-D-Xylp-(1→]和[→4)-β-D-GlcUAp-(1→]组成,含有少量[→3)-α-L-Rhap-(1→]和[→2,4)-α-L-Rhap-(1→],硫酸基位于[→4)-α-L-Rhap-(1→]的C-3位,其主要含有两种二糖结构单元:[→4)-β-D-ClcUAp-(1→4)-α-L-Rhap3S-(1→]和[→4)-β-D-Xylp-(1→4)-α-L-Rhap3S-(1→]。 3.厦门沿海条浒苔(Enteromorpha clathrata)藻体粉末经冷水和热水提取得到两种多糖XC和XH,得率分别为7.3%和10.3%。利用离子交换色谱和凝胶渗透色谱对粗多糖分离纯化,主要得到三个多糖组分XCS、XH1S和XH2S。分析表明XCS、XH1S和XH2S的总糖含量分别为75.6%、74.1%和64.7%;糖醛酸含量为8.6%、9.2%和7.9%;硫酸基含量为14.4%、18.0%和31.0%;蛋白含量为10.4%、2.6%和2.5%。高效凝胶渗透色谱法分析表明, XCS、XH1S和XH2S的分子量分别为6.0kDa、23.8kDa和511.4kDa,XCS和XH1S的分子量明显小于XH2S。气相色谱法和PMP柱前衍生高效液相色谱法分析表明,XCS主要由阿拉伯糖和半乳糖组成,含有少量鼠李糖和微量岩藻糖、木糖、甘露糖和葡萄糖;XH1S和XH2S主要由阿拉伯糖组成,XH1S还含有少量半乳糖和微量鼠李糖,XH2S含有少量鼠李糖和微量半乳糖。红外光谱法、甲基化和核磁波谱法分析表明,XCS主要由[→2)-β-D-Galp-(1→]、[→3)-β-D-Galp-(1→]、[→4)-β-D-Galp-(1→]和[→6)-β-D-Galp-(1→]组成,含有少量[→4)-β-L-Arap-(1→]、[→2)-α-L-Rhap-(1→]、[→3)-α-L-Rhap-(1→]和[→2)-α-L-Rhap-(1→],硫酸基主要位于[→4)-β-D-Galp-(1→]的C-6位或者C-2位、[→6)-β-D-Galp-(1→]的C-4位或者C-2位。XH1S主要由[→4)-β-L-Arap-(1→]组成,含有少量[→3)-β-D-Galp-(1→]、[→4)-β-D-Galp-(1→]和[→6)-β-D-Galp-(1→],硫酸基主要位于[→4)-β-L-Arap-(1→]的C-3位;XH2S主要由[→4)-β-L-Arap3S-(1→]组成,含有微量[→4)-β-L-Arap-(1→]和[→3)-α-L-Rhap4S-(1→],XH2S是一种结构新颖的硫酸阿拉伯糖聚糖。 4.利用酸降解对多糖QHS和XH2S进行降解,经过Bio Gel P4凝胶渗透色谱柱分离,得到了不同聚合度的寡糖。QHS的降解条件为0.05mol/L HCl/100°C水浴/1.5h,得到寡糖组分P1–P8;XH2S的降解条件为0.05mol/L HCl/100°C水浴/1h,得到寡糖组分F1–F7。利用一级及二级质谱分析表明,P1–P8含有β-D-GlcpA-(1→4)-α-L-Rhap3S和α-L-Rhap3S-(1→4)-β-D-Xylp二糖结构;F1–F7为主要由[→4)-β-L-Arap3S-(1→]组成的聚合度1–5硫酸阿拉伯寡糖。获得的硫酸阿拉伯寡糖是尚未见报道的具有新型结构的海洋特征寡糖。 本论文的研究成果对“海洋糖库”的建设提供了结构新颖的海洋多糖和特征寡糖,对浒苔的研究和开发利用具有重要参考价值。


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