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甘薯糖蛋白的糖链结构与保健功能研究

阚建全  
【摘要】: 本文以北京2号甘薯为原料,利用现代分离纯化技术、现代医学分析技术、法定的保健功能评价方法、现代医学分子生物学技术、仪器分析鉴定技术和生物大分子化学改性方法对甘薯糖蛋白的糖链结构与其保健功能进行了系统的研究。主要获得了如下的研究结果: (1)利用现代分离纯化技术从北京2号甘薯中分离纯化得到甘薯糖蛋白4个级分SPG-1、SPG-2、SPG-3、SPG-4,得率分别为:1.23,0.03,0.14,0.05%(以甘薯干基计)。经Sepharose CL-6B柱层析、ConA-Sepharose亲和层析和HPLC法鉴定,均为单一峰。甘薯糖蛋白4个级分SPG-1、SPG-2、SPG-3、SPG-4,用Sepharose G-100柱层析测定,其分子量分别为:49.97,28.36,10.68,8.25×10~4;经HPLC测定,其分子量分别为:50.83,29.06,11.19,8.60×10~4。甘薯糖蛋白4个级分为不含淀粉、还原糖、多酚类,而含蛋白质的中性糖类复合物。甘薯糖蛋白4个级分SPG-1、SPG-2、SPG-3、SPG-4中总糖含量分别为:97.32,92.54,76.65,99.14%;蛋白质含量分别为:2.15,6.83,22.36,0.43%。甘薯糖蛋白的4个级分均是O-型糖肽键的糖蛋白。 (2)利用β-消除反应释放和现代分离纯化技术从SPG-1中可得到糖链SPG-1-P组分,经Sepharose CL-6B柱层析和毛细管电泳鉴定,为单一对称峰。用Sephadex G-100柱层析测定,分子量为40.67×10~4;用高效液相色谱(HPLC)法测定,其分子量为39.24×10~4。 (3)利用化学方法和仪器分析鉴定技术,得到SPG-1-P的一级结构可能为:→(-α-D-~6Glcp~1-)n→。SPG-1-P的高级结构为:SPG-1-P主要山C_6H_(12)O_6晶体组成,并含有一定量的非晶体成分;晶型为单斜晶型,每个晶胞由8个葡萄糖分子组成,其晶胞参数为a=0.664nm,b=1.2nm,c=1.97nm;SPG-1-P在常温中性水溶液中有明显的正科顿吸收(Cotton effect)。 (4)利用现代医学分析技术,法定的保健功能评价方法,现代医学分子生物学技术等评价甘薯糖蛋白的免疫调节作用,结果如下:①甘薯糖蛋白SPG-1在腹腔注射剂量0—80mg/kg.d范围内具有增强免疫调节作用,并呈典型的剂量效应关系;这种增强免疫调节作用是通过增强非特异性免疫、细胞免疫、体液免疫、IL-1α的活性及其mRNA的表达、PKC的活性、DNA和RNA的含量、IFN的产生和IFN_γ的mRNA表达等多种渠道实现的。②甘薯糖蛋白的给予方式对其 —— 化疫调节活性增强的顺序为:静脉注射给予>腹腔注射给予>口服给予;甘薯糖蛋 臼纯品4个级分的兔疫调节活性强弱顺序:sP*1>SP*5>SP*工>SP**。③当 U薯糖蛋白粗品所用剂量中SPG的含量与纯品任一级分所用剂量相等时,粗品 使吞噬指数k和吞噬系数口上升的幅度大于纯品,说明甘薯糖蛋白粗品中还存在 小身具有增强免疫调节作用或具有提高SPG免疫调节作用的其它成分。④甘薯 糖蛋白SPG刁的免疫调节活性主要在其糖链部分,但保持分子结构的完整性对 其兔疫调节的活性有一定的作用;甘薯糖蛋白硫酸化对甘薯糖蛋自SPG4的免 疫调节有降低作用,而中、低度乙酚化后,可提高甘薯糖蛋白的免疫调节作用, 高度乙酚化后则降低其兔疫调节作用,即甘薯糖蛋白引入乙酚基和硫酸基团后, 其免疫调节活性发生了改变,这些均表明了甘薯糖蛋白的结构与其免疫调节活性 有密切的关系。⑤当甘薯糖蛋白SPGl经温度超过70℃的热处理,pH值小于 3.5和pH大于7.5的酸碱处理以及微波处理,其免疫调节作用均明显降低;而在 小于 70 oC的热处理,pH3.5—7.5的酸碱处理和紫外光照射,对甘薯糖蛋白的免 疫调节作用影响较小。 6)同样对甘薯糖蛋白降血脂作用的评价结果如下:①甘薯糖蛋白 SPG1、 SPG-2、SPG习、SPG4在腹腔注射剂量pei扣冷他.d范围内能显著降低高脂血 症大鼠血清和肝脏胆固醇和甘油三酯的含量,尤其是降低血清和肝脏胆固醇的含 量,但相互之间无显著差异0 刀5人并呈现明显的剂量效应关系。②甘薯糖蛋 白粗品也具有降低高脂血症大鼠血清甘油三酯和胆固醇的作用,比相同剂量纯品 组的降低作用明显要小得多(P<0刀5X因而粗品中除甘薯糖蛋白外的其它成分无 降血脂作用或不增加SPG的降血脂作用,在这一点上与其增强免疫调节作用不相 lriJ。@在高脂肪、高胆固醇、高糖和高蛋白四种不同的饮食条件下,甘薯糖蛋白 SPGq均能显著降低动脉硬化指数(AI人抑制血清和肝脏中胆固醇含量的升高。 ④甘薯糖蛋白SPGJ具有降血脂作用是SPG1通过明显提高高脂血症大鼠血清 LCAT的活性和肝脏、胖肠肌中LPL的活性,而明显降低其皮下、子宫外周和肠 系膜脂肪组织中LPL的活性,从而促进胆固醇和甘油三酯的代谢;明显增加高脂 血症大鼠血清载脂蛋白 ApOAI的含量而明显降低其 ApOB的含量,从而表现出 1-!*卜C的升高而**卜C的降低;明显降低高脂血症大鼠全血和血浆的粘度以及 红细胞脐脂微粘度,维持血液和红细胞膜的流动性等多种途径而实现的。⑤同样 11 摘 要 -L薯糖蛋白肛O1的降血脂作用活性部位主要在其糖链部分,分


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