海带岩藻聚糖硫酸酯的结构研究

摘要

岩藻聚糖硫酸酯是一利杂多糖，一般存在于褐藻和一些棘皮动物体中。近年来海洋药物方面的研究表明它有如抗凝血、抗肿瘤、抗病毒、抗溃疡等等多种活性，因此近年来对它研究逐渐增多。但其结构和组成随着提取来源的不同，往往有较大的差别。海带(Laminariajaponica)是海带科(Laminariaceae)的种大型海藻，不但含有丰富的蛋白质、维生素和矿物质，也含有岩藻聚糖硫酸酯，具有较高的经济价值。我国目前已成为世界上海带生产养殖的第一大国家，年产量占世界海带产量的80％以上。但海带产业在我国却迟迟未能发展成为大产业，主要原因之一，就是产品单一、科研开发力度不够，产业总体上处于低水平、低附加值的阶段。为了促进海带产业以及整个海藻工业的发展，必须深入研究海带的综合利用，加快高附加值产品的开发。 海带岩藻聚糖硫酸酯已有不少关于它活性的报道，但对它的结构分析却很少，本文将试图对其结构进行分析。文中主要完成了以下工作： 1.通过酸提取、膜分离和乙醇沉淀法，制备得到岩藻聚糖硫酸酯粗品。利用Q-SepharoseFF阴离子交换树脂分级和凝胶色谱纯化，得到硫酸基含量不同的三个组分：F-0，F-1和F-2，得率分别为13.4％，34.8％，28.6％。经化学组成分析，这三个组分的硫酸基含量分别是7.6％，16.1％，30.5％；糖醛酸分别为20.8％，21.4％，8.4％。其中F-1是高糖醛酸组分，F-2是高硫组分。气相色谱分析表明这三种组分的单糖组成为岩藻糖、半乳糖、葡萄糖、甘露糖、鼠李糖和木糖。其中岩藻糖含量最高，分别达到40.7％，52.9％和62.5％。HPSEC法测定分子量表明F-1和F-2的数均分子量分别为150,700和160,000。 2.比较酸水解，酶水解和氧化水解的产物发现氧化水解更适合制备岩藻聚糖硫酸酯低聚糖。通过正交实验确定出最佳氧化水解条件为9％H2O2，60C，反应6h。对氧化降解产物利用截留分子量为5,000(Da)的超滤膜分离，再用Bio-P4、P2进行进一步纯化，分别得到F-1b，F-1c和F-2b，F-2c。通过比较酸降解和氧化降解产物的硫酸基含量，发现氧化降解产物的硫酸基含量要高一些。 3.对氧化降解的不同分子量段产物做抗凝血活性(APTT)，发现F-2具有很强的抗凝血活性，F-2的5,000～15,000段产物也表现出较好的抗凝活性，但低分子量段抗凝血活性较低；F-1系列抗凝血活性均不如F-2组分，F-1低分子量段没有抗凝血活性。 4.通过红外光谱、甲基化分析、气-质联用色谱和核磁共振光谱等手段，对F-2，F-2脱硫组分以及F-2b进行结构分析。红外光谱显示F-2存在双硫酸基取代。比较F-2脱硫前后的甲基化产物，可以分析出F-2中的岩藻糖是以1→3连接为主的，硫酸基主要取代在岩藻糖残基的C-4位上，其次在C-2位，还有C-2,4位双硫酸基取代。有不少岩藻糖残基在支链上。通过核磁共振分析可知F-2b为四糖，有α，β两种构型的岩藻糖残基，以1→3连接，硫酸基在C-4上。F-2b结构为(→α-L-Fucp-4(SO4))-(1→3)-(β-L-Fucp-4(SO4))-(1→3)-α-L-Fucp-(1→3)-β-L-Pucp-(1→。结合甲基化分析，可以认为F-2的结构是以1→3连接的岩藻糖，硫酸基在4位取代。

目录

文摘

英文文摘

第一章综述

1.1岩藻聚糖硫酸酯的提取、纯化与分级

1.1.1提取、纯化

1.1.2分级

1.2岩藻聚糖硫酸酯的结构

1.2.1岩藻聚糖硫酸酯的化学组分

1.2.2岩藻聚糖硫酸酯的结构研究

1.3岩藻聚糖硫酸酯的生理活性

1.3.1抗凝血活性

1.3.2抗肿瘤活性

1.3.3抗病毒活性

1.3.4其它一些活性

第二章岩藻聚糖硫酸酯的提取、分级纯化和化学组成研究

2.1实验材料

2.1.1原料

2.1.2试剂

2.1.3色谱柱及填料

2.1.4主要仪器设备

2.2实验方法

2.2.1粗岩藻聚糖硫酸酯的提取

2.2.2分级纯化

2.2.3化学组成分析

2.3结果与讨论

2.3.1岩藻聚糖硫酸酯的提取及分级纯化

2.3.2岩藻聚糖硫酸酯各组分的化学组成及分子量测定

第三章低分子量岩藻聚糖硫酸酯制备及其活性初步分析

3.1实验材料

3.1.1原料

3.1.2试剂

3.1.3色谱柱及填料

3.1.4主要仪器设备

3.2实验方法

3.2.1海带岩藻聚糖硫酸酯水解条件的比较

3.2.2岩藻低聚糖的分离纯化

3.2.3抗凝血活性测定-活化部分凝血活酶时间(APTT)测定

3.3结果与讨论

3.3.1酸水解

3.3.2酶水解

3.3.3氧化水解

3.3.4岩藻低聚糖的分离纯化

3.3.5不同水解条件对产物硫酸基含量的影响

3.3.6抗凝血活性测定

第四章海带岩藻聚糖硫酸酯组分F-2的结构分析

4.1实验材料

4.1.1原料

4.1.2试剂

4.1.3主要仪器

4.2方法

4.2.1脱硫

4.2.2甲基化分析

4.2.3红外光谱法

4.2.4核磁共振

4.3结果

4.4 讨论

结论

参考文献

致谢

附录A海藻名称汉-拉对照

在学期间的研究成果及发表的论文