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多糖的化学修饰对其生物活性影响研究进展孟思彤;徐艳芝;王振月【摘要】多糖是重要的药用活性成分,将其结构进行化学修饰,得到的修饰后多糖有可能具有较修饰前更高的活性或者产生新的活性.本文对这一方面进行研究,阐述了硫酸化、磷酸化、羧甲基化、烷基化、乙酰化等化学修饰方法对多糖生物活性的影响,并对多糖化学修饰应用前景加以展望.【期刊名称】《天然产物研究与开发》【年(卷),期】2014(026)011【总页数】5页(P1901-1905)【关键词】多糖;化学修饰;生物活性;研究进展【作者】孟思彤;徐艳芝;王振月【作者单位】黑龙江中医药大学;哈药集团三精制药股份有限公司,哈尔滨150040;黑龙江中医药大学【正文语种】中文【中图分类】R284.3多糖在自然界蕴藏丰富，种类繁多，具有抗肿瘤、抗氧化和免疫调节等众多生物活性且其副作用低而引起研究者广泛关注并获得很大进展［1-3］，多糖生物活性的发挥与其结构有关，很多研究发现经化学修饰后多糖生物活性明显增强或产生新的活性，在保持健康和预防疾病方面产生了极好的生理特性［4，5］，如天然香菇多糖具有抑制肿瘤的作用，而硫酸化后显示出较高的抗HIV 的活性，因此多糖的分子修饰和结构改造具有重要意义。
本文对多糖化学修饰的常见方法硫酸化、磷酸化、乙酰化、烷基化、羧甲基化等及其对生物活性影响进行阐述。
1 化学修饰方法1.1 硫酸化硫酸化修饰是多糖修饰中常见的方法之一，硫酸化的修饰方法主要有氯磺酸-吡啶法、浓硫酸法、三氧化硫-吡啶法等，其修饰结果是将硫酸基团加到多糖的糖基上，增加其生物活性。
研究表明，硫酸的取代度、取代位置、碳水化合物含量等对硫酸酯化多糖活性有一定影响。
1.2 磷酸化多糖分子经磷酸化修饰后，支链上的羟基被磷酸基团取代，增强原多糖水溶性，改变链构象，磷酸多糖衍生物有减轻心功能不全症状、抗炎、抗氧化、抗菌免疫、抗肿瘤等功能。
1.3 羧甲基化羧甲基化是向多糖分子引入羧甲基，使部分生物活性受影响。
怀牛膝多糖的微波提取工艺研究作者：郭婕，李季平，刘中华来源：《中国果菜》 2017年第4期摘要：怀牛膝多糖是常用中药牛膝中的主要活性成分，可作为一种免疫调节剂，是重要的多糖药物之一。
本实验采用微波辅助法提取怀牛膝中多糖，溶剂为水，采用苯酚-硫酸比色法测定怀牛膝多糖含量，通过单因素及正交试验研究微波功率、料液比、提取温度和微波作用时间对怀牛膝多糖提取率的影响。
结果表明，怀牛膝多糖微波提取的最佳工艺条件为：微波功率为600W、料液比1:20（g/mL）、浸取温度为70℃、微波处理时间4min。
关键词：怀牛膝；多糖；微波提取中图分类号：O657 O426.5 文献标志码：A 文章编号：1008-1038(2017)04-0016-04Microwave Extraction Technology of Polysaccharidefrom Achyranthes bidentata PolysaccharideGUO Jie, LI Ji-ping, LIU Zhong-hua(College of Life Science and Agronomy, Zhoukou Normal University, Zhoukou 466001, China)Abstract: Achyranthes bidentata polysaccharide is one of the main active ingredient in traditional Chinese medicine Achyranthes bidentata, and it is one of the most important polysaccharide drugs, which can be used as an immunomodulator. Microwave extraction was used to extract polysaccharide from Achyranthes bidentatain this article, using water as solvent. The influence factors on extraction yield were studied by single factor and orthogonal experiment, which included microwave power, the solid-liquid ratio, extraction temperature and microwave-heating time. The results showed that the optimal conditions were as follows: microwave power600W, the 1:20(g/mL) ratio of solid to liquid, extracting at 70℃ for 4min.Key words: Achyranthes bidentata; polysaccharide; microwave extraction怀牛膝（Achyranthes bidentata B1）为苋科植物牛膝的干燥根[1]，属四大怀药，具有逐瘀通经、通利关节、利尿通淋的作用，其中含有丰富的水溶性多糖。
牛膝不同炮制品中多糖的测定
林肖惠;刘鹏;徐为人;汤立达
【期刊名称】《中草药》
【年(卷),期】2008(39)8
【摘要】目的探讨不同炮制方法对牛膝中多糖的影响。
方法采用苯酚-硫酸法测定牛膝不同炮制品中多糖,比较各炮制品中多糖的差异。
结果牛膝酒制品、盐制品、牛膝炭和生品中多糖分别为9.06%、8.20%、4.88%、6.05%。
以酒制品中的多糖最多,牛膝炭中最少。
结论不同炮制方法能够影响牛膝中多糖。
【总页数】3页(P1180-1182)
【关键词】牛膝;炮制品;多糖;苯酚-硫酸法
【作者】林肖惠;刘鹏;徐为人;汤立达
【作者单位】天津药物研究院天津市新药设计与发现重点实验室;天津大学药物科学与技术学院;天津药物研究院天津药代动力学与药效动力学省部共建国家重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】R286.02
【相关文献】
1.电喷雾质谱法中K+加合离子受Cs+影响及在牛膝多糖分子量分布测定中的应用[J], 胡守刚;郭寅龙;吕龙;田庚元
2.DNS法测定木瓜中多糖的含量及不同炮制品的比较 [J], 邝洁容;陈伯丛;梁晓燕
3.百合不同炮制品中多糖的测定 [J], 张慧芳;蔡宝昌;张志杰;李伟东;李林;杨晨
4.高效液相色谱法测定怀牛膝不同炮制品中齐墩果酸的含量 [J], 陈惠玲;王建科;张丽丽;王丽颖
5.粗毛淫羊藿及其不同炮制品中多糖的测定 [J], 杨武德;胡高翔
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2 方法与结果2.1 有效剂量的换算 参考徐叔云教授主编的《药理实验方法学》[9]，通过人和动物间按体表面积折算的等效剂量比值来进行换算，通过计算，每只小鼠的保守有效剂量是1.82g ·kg -1。
2.2 土牛膝提取物齐墩果酸、牛膝多糖剂量组配制 精确称取齐墩果酸(OA)，加入2%的土温-80助溶；另精确称取牛膝多糖(ABPS)，用生理盐水稀释至100ml，配制成高、中、低剂量组；待用。
2.3 实验性糖尿病模型的制作 将四氧嘧啶用生理盐水配成浓度为0.7%的溶液。
取昆明种小鼠，试验前禁食12h,腹腔注射四氧嘧啶0.12g ·kg -1,第2天同样在禁食12h后腹腔注射四氧嘧啶0.1g ·kg -1，72h后从小鼠眼眶或尾静脉取血，用邻甲苯胺法测血糖，选给药后血糖值>13.8mmol ·L -1者作为糖尿病小鼠。
2.4 齐墩果酸(OA)对小鼠血糖的影响 将糖尿病模型鼠随机分为5组，每组10只，分别为模型对照组(生理盐水)，土牛膝提取物齐墩果酸3个剂量组(4、8、12g ·kg -1)，阳性对照组(降糖灵10g ·kg -1)；另设空白对照组(OA12g ·kg -1)，均按20ml ·kg -1·d -1体积灌胃给药，连续给药14d。
在末次给药前12h禁食，给药1h后眼眶或尾静脉取血，用邻甲苯胺法测定血糖值，所得数据进行组间t 检验。
由表1可见，齐墩果酸灌胃的正常和生理盐水的小鼠,血糖无明显影响，与糖尿病模型对照组比较，高、中、低剂量组能显著降低四氧嘧啶模型小鼠的血糖(P <0.001)，与对照组(降糖灵)有相似的降糖效果。
2.5 牛膝多糖(ABPS)对小鼠血糖的影响 将糖尿病模型鼠随机分为5组，每组10只，分别为模型对照组(生理盐水)，土牛膝表1 齐墩果酸(OA)对高血糖小鼠的作用(n=10,x ±s ，mmol·L -1)组别 给药前平均血糖浓度 给药后平均血糖浓度空白对照组 5.36±0.40 5.55±0.38模型对照组 18.7±30.57 19.00±0.60OA低剂量组 18.62±0.67 14.41±0.57a OA中剂量组 19.11±0.52 13.66±0.40a OA高剂量组 19.05±0.68 12.28±0.50a 阳性对照组18.33±0.3614.34±0.42注：a .与模型小鼠对照组比较，P <0.001。
牛膝多糖衍生物对糖尿病大鼠胰岛细胞形态和肾功能的影响（作者:___________单位: ___________邮编: ___________）作者：金丽琴，薛胜霞，陈秀芳，钱松【摘要】目的?：探讨牛膝多糖(AbP)及其硫酸酯和磷酸酯衍生物对糖尿病(DM)大鼠胰岛细胞形态和肾功能的影响。
方法：以链脲佐菌素诱导SD大鼠致DM模型，观察AbP、牛膝多糖硫酸酯衍生物(S-AbP)和牛膝多糖磷酸酯衍生物(P-AbP)对DM大鼠血糖、胰岛细胞形态和分泌的影响;测定血清肌酐(Scr)和尿素氮(BUN)水平，观察其对DM大鼠肾功能的影响。
结果：AbP及其两种衍生物均可明显降低DM大鼠的血糖浓度(P?0.05或P?0.01)，S-AbP和P-AbP可明显减轻DM大鼠胰岛β细胞损伤，使胰岛素阳性反应细胞增多;S-AbP 显著降低Scr和BUN水平(均P?0.01)，P-AbP和AbP显著降低Scr 水平(均P?0.01)。
结论：S-AbP和P-AbP对高血糖所致胰岛β细胞损伤有明显的保护和修复作用，对肾功能有不同程度的改善作用。
【关键词】牛膝;多糖;衍生物;糖尿病;胰岛细胞;肾功能;大鼠Abstract: ? Objective: To study the effects of Achyranthesbidentata polysaccharides (AbP) and the sulfated derivative (S-AbP) and the phosphorylated derivative?(P-AbP)?of AbP on the morphology of islet cells and renal function in diabetic rats. Methods:?Diabetes was induced by a single injection of streptozotocin，changes of fasting blood glucose and morphology and secretion of islet cells in diabetic rats treated respectively with S-AbP，P-AbP and AbP were observed，the renal function was also evaluated by examining serum creatinine (Scr) and blood urea nitrogen (BUN). Results:?Compared with diabetes group，the blood glucose significantly decreased in S-AbP，P-AbP and AbP treated group(P?0.05 or P?0.01)，and the effect of S-AbP on reducing blood glucose was better than that of AbP (P?0.01);S-AbP and P-AbP significantly lessen pathological damage，and increase islet cells positive to insulin?;S-AbP significantly degraded BUN and Scr level?(P?0.01 respectively)?;P-AbP and AbP significantly degraded Scr level (P?0.01 respectively). Conclusion:?S-AbP and P-AbP exert a good protective and reparative effect on damages of islet cells and can improve renal function of diabetic rats in some degree.Key words: ?Achyranthes bidentata Blurne;Polysaccharides;derivative;diabetes;islet cells;renal function;rats糖尿病(diabetes mellitus，DM)是一组由胰岛素分泌缺陷或生物学作用障碍引起的以高血糖为主要特征的常见内分泌代谢疾病。
天然产物研究与开发 2004 Vol.16 No.6NATURAL PRODUCT RESEARCH AND DEV ELOPMEN T 收稿日期:2004208206 接受日期:2004209221 3通讯作者Tel :86221264163300;E 2mail :tiangy @牛膝多糖衍生物的几种取代度测定方法的探讨胡礼勇1,2 张 健1 郑 波1 敬应春1,2 田庚元13(11中国科学院上海有机化学研究所生命有机化学国家重点实验室 上海 200032;21浙江京新药业股份有限公司研究一所 新昌 312500)摘 要 在研究多糖的结构与功能关系时,多糖经化学修饰后,其取代基的多少和取代位置均对活性有重要的影响,因此对于离子型牛膝多糖衍生物和非离子型牛膝多糖衍生物,如何准确测定其取代度非常重要。
通过运用酸碱滴定法(AB T )、原子吸收光谱法(AAS )、傅立叶变换红外光谱法(FTIR )和高效液相色谱法(HPLC )相对照分别对羧甲基牛膝多糖(CM 2Abps )和羟乙基牛膝多糖(HE 2Abps )的取代度进行测定,实验结果发现在DS <1.0范围内,测得CM 2Abps 的几组数值均比较接近,且线性关系较好;在DS <2.0范围内,测得HE 2Abps 的几组数值均比较接近,线性关系也较好。
研究表明,运用AB T 、AAS 、FTIR 和FTIR 相对照测定CM 2Abps 和HE 2Abps 的取代度是切实可行的,而且方法快速简捷,精确度和重现性较好。
关键词 牛膝多糖;衍生物;取代度;红外光谱;高效液相色谱MEASUREMENT ON THE DEGREE OF SUBSTITUTION OF POLYSACCH 2ARIDE DERIVATIVES FROM AC H YRAN TH ES B ID EN TA TAHU Li 2yong 1,2,ZHAN G Jian 1,ZHEN G Bo 1,J IN G Y ing 2chun 1,2,TIAN G eng 2yuan 13(1.S hanghai Institute of Organic Chemist ry ,Chinese Academic of Sciences ,Shanghai 200032,China ;2.Research and Development Center of New Drugs ,Zhejiang Jingxin Pharm aceutical Co.,L td .,Xinchang 312500,China )Abstract It is important to determine the degree of substitution (DS )of both ionic A chy ranthesbi dentata polysaccharide derivatives and nonionic A chy ranthes bi dentata polysaccharide deriva 2tives.The degree of substitution of carboxymethylated A chy ranthes bi dentata polysaccharides (CM 2Abps )and hydroxyethylated A chy ranthes bi dentata polysaccharides (HE 2Abps )were stud 2ied using acid 2base titration (AB T ),atomic absorption spectroscopy (AAS ),Fourier transform in 2frared spectroscopy (F TIR )and HPLC analysis.For CM 2Abps ,linear relationships in the range of DS <1.0were obtained by AB T ,AAS and IR.And for HE 2Abps ,linear relationships in the range of DS <2.0were also obtained by IR and HPLC.The methods are feasible ,rapid and concise.Their precision and repeatability are excellent.K ey w ords A chy ranthes bi dentata ;polysaccharides ;derivative ;degree of substitution ;IR ;HPLC 牛膝多糖(Abps )是从苋科植物牛膝(Achyranthes bidentata Blume.)的干燥根中提取分离得到的一种平均分子量为1400Da 的杂多糖,其分子结构已被测定(图1)[1,2]。
天然产物研究与开发 2004 Vol.16 No.6NATURAL PRODUCT RESEARCH AND DEV ELOPMEN T 收稿日期:2004208206 接受日期:2004209221 3通讯作者Tel :86221264163300;E 2mail :tiangy @牛膝多糖衍生物的几种取代度测定方法的探讨胡礼勇1,2 张 健1 郑 波1 敬应春1,2 田庚元13(11中国科学院上海有机化学研究所生命有机化学国家重点实验室 上海 200032;21浙江京新药业股份有限公司研究一所 新昌 312500)摘 要 在研究多糖的结构与功能关系时,多糖经化学修饰后,其取代基的多少和取代位置均对活性有重要的影响,因此对于离子型牛膝多糖衍生物和非离子型牛膝多糖衍生物,如何准确测定其取代度非常重要。
通过运用酸碱滴定法(AB T )、原子吸收光谱法(AAS )、傅立叶变换红外光谱法(FTIR )和高效液相色谱法(HPLC )相对照分别对羧甲基牛膝多糖(CM 2Abps )和羟乙基牛膝多糖(HE 2Abps )的取代度进行测定,实验结果发现在DS <1.0范围内,测得CM 2Abps 的几组数值均比较接近,且线性关系较好;在DS <2.0范围内,测得HE 2Abps 的几组数值均比较接近,线性关系也较好。
研究表明,运用AB T 、AAS 、FTIR 和FTIR 相对照测定CM 2Abps 和HE 2Abps 的取代度是切实可行的,而且方法快速简捷,精确度和重现性较好。
关键词 牛膝多糖;衍生物;取代度;红外光谱;高效液相色谱MEASUREMENT ON THE DEGREE OF SUBSTITUTION OF POLYSACCH 2ARIDE DERIVATIVES FROM AC H YRAN TH ES B ID EN TA TAHU Li 2yong 1,2,ZHAN G Jian 1,ZHEN G Bo 1,J IN G Y ing 2chun 1,2,TIAN G eng 2yuan 13(1.S hanghai Institute of Organic Chemist ry ,Chinese Academic of Sciences ,Shanghai 200032,China ;2.Research and Development Center of New Drugs ,Zhejiang Jingxin Pharm aceutical Co.,L td .,Xinchang 312500,China )Abstract It is important to determine the degree of substitution (DS )of both ionic A chy ranthesbi dentata polysaccharide derivatives and nonionic A chy ranthes bi dentata polysaccharide deriva 2tives.The degree of substitution of carboxymethylated A chy ranthes bi dentata polysaccharides (CM 2Abps )and hydroxyethylated A chy ranthes bi dentata polysaccharides (HE 2Abps )were stud 2ied using acid 2base titration (AB T ),atomic absorption spectroscopy (AAS ),Fourier transform in 2frared spectroscopy (F TIR )and HPLC analysis.For CM 2Abps ,linear relationships in the range of DS <1.0were obtained by AB T ,AAS and IR.And for HE 2Abps ,linear relationships in the range of DS <2.0were also obtained by IR and HPLC.The methods are feasible ,rapid and concise.Their precision and repeatability are excellent.K ey w ords A chy ranthes bi dentata ;polysaccharides ;derivative ;degree of substitution ;IR ;HPLC 牛膝多糖(Abps )是从苋科植物牛膝(Achyranthes bidentata Blume.)的干燥根中提取分离得到的一种平均分子量为1400Da 的杂多糖,其分子结构已被测定(图1)[1,2]。
它具有增强机体免疫、抑制肿瘤细胞转移、增强天然杀伤细胞活性、升高白细胞数、保护肝细胞膜和激活人胸腔巨噬细胞等生物活性[1,327]。
为了研究其结构与功能的关系,我们运用化学方法分别合成了离子型牛膝多糖衍生物(如牛膝多糖硫酸酯[8]、羧甲基牛膝多糖[9]、牛膝多糖磷酸酯[10]等)和非离子型牛膝多糖衍生物(如羟乙基牛膝多糖[11]等)。
研究发现,其取代度不仅会影响其理化性质及生物活性,还对化学合成反应条件的选择具有指导意义,因此,如何准确测定其取代度是一个很重要的问题。
通常测定多糖衍生物取代度的方法有灼烧194法[12]、可见分光光度法[13]、紫外光谱法[14]、红外光谱法[15]、电化学法[16]、1H NMR 法[17]、13C NMR 法[18]、GC 2MS 法[11]等,但这些方法中,有的误差较大或重现性不理想,有的测定费用昂贵,而有的测定步骤又较繁,使其应用受到了限制。
本文报道了利用酸碱滴定法(AB T )、原子吸收光谱法(AAS )、傅立叶变换红外光谱法(F TIR )和高效液相色谱法(HPLC )等方法对离子型牛膝多糖衍生物(以羧甲基牛膝多糖为例)和非离子型牛膝多糖衍生物(以羟乙基牛膝多糖为例)的取代度的测定进行了研究,取得了较为满意的结果,而且其方法快速简捷,精确度和重现性较好,因此,更易于在生产监控和质量检验中应用、推广。
图1 牛膝多糖结构式Fig.1 Structure of Achyranthes bidentata polysaccharide1 实验部分111 试剂及仪器牛膝多糖精品(纯度>98%),从中药牛膝中提取、分离、纯化而得;羧甲基牛膝多糖[9]、羟乙基牛膝多糖[11]均由本实验室制备;NaOH 、HCl 、H 2SO 4、BaCO 3、Dowex 50×8、果糖、葡萄糖均为分析纯;Sepectr AA 220原子吸收分光光度计;Bio 2Rad F TS 2185傅立叶变换红外光谱仪;Shimadzu (LC 210AD ,RID 26A ,SCL 210A VP )高效液相色谱仪。
112 羧甲基牛膝多糖(CM 2Abps )取代度的测定1.2.1 酸碱滴定法[18220] 首先将CM 2Abps (50mg )溶于水中,加入Dowex 50×8(H +型)至p H ≈3.0,过滤,冷冻干燥,得白色固体(CM 2Abps 2H ),如此反复操作,直至红外光谱检测(图2)CM 2Abps 中2COONa 已完全转化为2COOH 。
然后取CM 2Abps 2H(20mg ),精密称定,向其加入0.01mol/L NaOH 溶液过量,滴加1滴酚酞指示液,接着用0.01mol/L HCl 溶液滴至粉红色突然消失,记录NaOH 溶液和HCl 溶液的用量。
根据下述计算式,即可计算出样品的取代度(DS 1)。
DS 1=(M NaOH ×V NaOH -M HCl ×V HCl )×162/W 样品(1)注:M NaOH 、M HCl 分别为NaOH 和HCl 的摩尔浓度(mol/L );V NaOH 、V HCl 分别为NaOH 和HCl 的标定体积(L );W 样品为样品重量(g)图2 CM 2Abps 经离子交换后的红外光谱图Fig.2 IR spectrogram of CM 2Abps by ion exchange1.2.2 原子吸收光谱法[21] 将CM 2Abps 于105℃下干燥6h ,进行钠原子吸收光谱分析,测得样品中钠元素的质量分数(ωNa %)。
将所测得的钠元素质量分数代入下述计算式,即可计算出样品的取代度(DS 2)。
DS 2=162×ωNa /(2300-80×ωNa )(2)1.2.3 傅立叶变换红外光谱法[21225] 将CM 2Abps固体于105℃下干燥6h ,通过K Br 压片法制得薄片,用Bio 2Rad F TS 2185傅立叶变换红外光谱仪检测。
在其红外吸收光谱图上,利用G aussian 法分别测定表征2OCH 2COONa 中2COO 2反对称伸缩振动的～1600cm -1的吸收峰面积和表征葡萄糖环骨架振动的～930cm -1的吸收峰面积,以～930cm -1的吸收峰面积为内标用于定量计算,即可求出样品的取代度(DS 3)。
113 羟乙基牛膝多糖(HE 2Abps )取代度的测定1.3.1 高效液相色谱法[18] 将HE 2Abps (3mg )溶于0.2mol/L H 2SO 4(3mL )中,50℃下密闭水解1h ,BaCO 3中和至中性,反应液经Dowex 50×8(H +)除盐后,进行HPLC 分析得到四个主要峰(图3),将所测得的四个峰的峰面积代入下述计算式,即294 天然产物研究与开发2004 Vol.16 No.6可计算出样品的取代度(DS 4)。
DS 4=(S 1×2+S 2)/(S 1+S 2+S 3+S 4)(3)式中,S 1代表多取代的果糖的峰面积,S 2代表单取代的果糖的峰面积,S 3代表未取代的果糖的峰面积,S 4代表未取代的葡萄糖的峰面积。
图3 HE 2Abps 完全酸水解产物的HPLC 图谱Fig.3 HPLC chromatogram of hydrolysate of HE 2Abps1.3.2 傅立叶变换红外光谱法[24227] 将HE 2Abps固体于105℃下干燥6h ,通过K Br 压片法制得薄片,用Bio 2Rad F TS 2185傅立叶变换红外光谱仪检测。
