香菇多糖的结构分析和构效关系研究进展
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香菇菌丝体多糖的化学结构与抗氧化活性分析元向东【摘要】对香菇菌丝体多糖(Lentinus edodes mycelium polysaccharides,LMPS)的2种组分(LMPS-1和LMPS-2)进行化学结构特征分析,旨为香菇菌丝体多糖的构效关系研究提供依据.文中利用高效液相色谱法(HPLC)、气相色谱(GC)、红外光谱(IR)分析等对其化学结构特征进行解析,并测定其抗氧化活性.构成糖分析结果显示:LMPS-1单糖组成为阿拉伯糖、木糖、甘露糖和葡萄糖,其摩尔比为2.5∶0.8∶ 1∶1.8;LMPS-2的单糖组成为鼠李糖、木糖和葡萄糖,其摩尔比为4.2∶1∶2.7.LMPS-1和LMPS-2均有较强的抗氧化活性,LMPS-2更为显著.香菇菌丝体多糖主要由阿拉伯糖和鼠李糖组成的吡喃型多糖,有较强的抗氧化活性.【期刊名称】《食品与发酵工业》【年(卷),期】2016(042)008【总页数】5页(P203-207)【关键词】香菇;菌丝体;多糖;化学结构;抗氧化【作者】元向东【作者单位】包头轻工职业技术学院,内蒙古包头,014035【正文语种】中文香菇(Lentinus edodes)又称为花菇,属真菌门(Eumycophyta),侧耳科(Pleurotaceae),香菇属(Lentinus),是世界第二大食用菌。
香菇口味鲜美,营养丰富,富含多糖、维生素、蛋白质、多元酚、朴菇素、膳食纤维等多种生物活性物质菌丝体多糖是香菇菌丝体中最重要的生物活性物质,作为一种免疫促进剂,已引起人们广泛的兴趣。
菌丝体多糖的生物学功能主要有以下几方面:抗氧化、抗衰老、抗肿瘤、免疫调节、抗炎、保肝护肝和降血糖等作用[1-2]。
有关香菇菌丝体多糖的药理研究,特别是结构方面的研究已引起国内外学者的高度关注,并成为多糖领域的研究热点。
本研究对香菇菌丝体多糖(Lentinus edodes mycelium Polysaccharides, LMPS)通过DEAE-52纤维素柱和G-100葡聚糖多糖进行分离纯化。
超声波法提取香菇多糖研究背景:香菇多糖的性质:香菇多糖以β~1,3葡聚糖为主,含有少量的木糖和甘露糖,具有抗病毒、抗肿瘤、调节免疫功能和刺激干扰素形成等功能用途:抗肿瘤药。
为化、放疗辅助药。
主要用于胃癌、肺癌、乳腺癌。
生产技术状况:因为香菇多糖的用途广泛,提取比较方便,越来越多的人投身于这方面的研究,是的提取技术方面的大幅度提升。
状况良好。
操作过程:方案设计:香菇多糖的提取香菇预先烘干→称取干香菇15克→粉碎→圆底烧瓶→200ml热水70℃→超声波发生器(水预热在60℃左右)→提取45min(中间停顿2次,每次5min)→过滤→滤渣→等滤液体积热水70℃→提取30min(中间超声波停2次,每次5min)→过滤→合并滤液→抽滤→滤液→量体积标识贮藏备用香菇多糖的测定:1.首先去掉香菇多糖溶液中的的蛋白质:采用氯化钙法:将溶液PH 调节至8---9,加热到85℃,加入氯化钙使浓度达5% (w/v),搅拌,冷却至室温,过滤,得脱蛋白多糖液。
2.制作标准曲线:准确吸取1mg/ ml 葡萄糖标准溶液1.0 、2.0 、3.0 、4.0 、5.0ml 置于50ml 容量瓶定容,准确吸取该系列溶液各2ml ,然后加入6%苯酚1.0ml 及浓硫酸5.0ml,摇匀冷却,室温放置20分钟以后于490nm测光密度,以2.0ml水按同样显色操作为空白,横坐标为多糖微克数,纵坐标为光密度值,得标准曲线。
3. 样品的测定:取去完蛋白的样液2ml,然后加入6%苯酚1.0ml及浓硫酸5.0ml,摇匀冷却,室温放置20分钟以后于490nm测光密度。
将吸光度控制在0.2-0.8人员分工:我们分成两组来完成实验,因为有两组待测夜要进行测定。
然后标准溶液是由第一大组完成。
由于操作比较简单,我们就一起完成。
1人对溶液进行去蛋白,2人制作待测液,1人对待测液进行测定,并记录数据。
实验现象:配置待测液时,加入浓硫酸后溶液变成橙黄色。
从而可来额定吸光度。
香菇多糖的药理活性研究进展作者:万茜淋任雨贺刘淑莹来源:《中国药房》2018年第08期中图分类号 R285 文献标志码 A 文章编号 1001-0408(2018)08-1140-05DOI 10.6039/j.issn.1001-0408.2018.08.29摘要目的:为香菇多糖的相关中药制剂及其他功能产品的研发和应用提供参考。
方法:以“香菇多糖”“药理活性”“作用机制”“Lentinan”“Pharmacological action”等为关键词,检索在PubMed、中国期刊全文数据库、万方数据库等数据库中收录的1969-2017年发表的关于香菇多糖药理活性的研究文献,对其研究进展进行总结和综述。
结果与结论:共获得国内、外文献61篇。
研究结果显示,香菇多糖表现出免疫调节、抗肿瘤、抗菌和抗病毒、抗寄生虫、神经系统保护和抗抑郁、抗疲劳、抗氧化和抗衰老、抗辐射等多方面的药理活性。
其具有广阔的应用前景,但相关的药理作用机制很多仍不明确,亟待进一步的基础研究揭示。
对香菇多糖各方面药理作用机制的深入研究,将为香菇多糖的相关中药制剂及其他功能产品的研发和应用提供重要的理论指导和参考依据。
关键词香菇多糖;药理活性;作用机制;研究进展香菇(Lentinus edodes)为侧耳科植物香蕈的子实体,又称为香菌、冬菇等。
香菇素有“山珍之王”之称,亦是著名的药食同源菌种,味甘、性平,在我国传统医学中用于治疗食欲减退、少气乏力等症。
香菇多糖(Lentinan,LNT)是从香菇中提取分离得到的结构以β-(1→3)-D-葡聚糖残基为主链的成分。
自1969年日本学者Chihara等发现香菇多糖至今,其已经从研究到应用近50年时间,一直是香菇中被重点关注的活性成分[1]。
而关于香菇多糖的药理活性研究全世界范围均有不同程度的开展,除我国学者外以韩国和日本学者开展较多,美国、巴西、沙特等国学者也同样关注。
可见,香菇多糖已经受到世界各国的广泛关注和认可。
香菇多糖提取技术的研究进展牛天增;刘娟;王永宏;李建伟;李明花;乔玉峰【摘要】Lentinan is an important natural biological active ingredient , which play significant role in anti-tumor, anti-virus, anti-inflammatory, immunomodulation and so on. This paper reviewed advance of extraction techniques for lentinan, which included pre-treatment techniques, solvent extraction, enzyme extraction, ultrasonic-assisted extraction , microwave-assisted extraction , fermentative extraction , pressure solvent extraction and other extraction techniques , and also elaborated main influencing factors of lentinan yield. At the same time, we compared main extract techniques. At the last part, development trend of extract technique on lentinan were prospected in the future.%香菇多糖是一种重要的天然生物活性成分,具有抗肿瘤、抗病毒、抗炎和免疫调节等多种功能。
综述了香菇多糖提取技术的研究进展,描述包括香菇多糖提取预处理技术、热水浸提、酶法、超声波、微波、发酵提取、加压溶剂及其它提取技术,阐述影响香菇多糖得率的主要因素及应采取的措施;同时对其中主要的提取方法进行比较分析,最后对香菇多糖提取技术的未来的发展方向进行展望。
[多糖的研究进展] 多糖摘要:对活性多糖的生物活性及化学结构与构效方面的研究进行了综述分析,并对其发展前景作了介绍。
关键词:活性多糖;生物活性;构效关系1多糖的生物活性1.1活性多糖的抗肿瘤作用在活性多糖的抗肿瘤研究中,人们发现不同生物材料中可以得到多种具有抗肿瘤活性多糖,如从香蕈中得到的香菇多糖(lentinan)。
ikekawa等人发现腔腹注射香菇水溶提取物在很大程度对小鼠皮下移植的内瘤s-180的生长有强抑制作用。
但其效果不是直接作用移植性癌细胞,而是通过宿主调节而发行作用。
接着人们又在灵芝、云芝、茯苓、银耳等真菌中得到对小白鼠硬肉瘤和艾氏癌肿有不同抑制作用的活性多糖。
1.2活性多糖的免疫功能在一般情况下,多糖对机体特异性免疫与非特异免疫,细胞免疫与体液免疫皆有影响。
免疫多糖作为生物效应调节剂,主要影响机体的网状内皮系统(res)、巨噬细胞、淋巴细胞、白细胞、nk细胞、补体系统以及rna、dna、蛋白质的合成,体内camp与cgmp的含量,结果是抗体的生成,淋巴因子及干扰素的诱生增强。
现已证实不同的多糖具有不同的免疫促进作用。
1.3多糖的抗病毒活性及其作用机制goultet等人(1960)首次指出,在蘑菇中存在抗病毒物质。
tsunoda和ishida(1969)发现从香菇的菌丝体和孢子中水溶液的提取物对病毒a/sw15所引起的感冒有一定的疗效。
tochilura 等人发现香菇多糖与3-叠氮-3-脱氧胸嘧啶(azt)的联合使用对抑制hiv抗原表达比单独使用azt更强。
近年来,对于多糖衍生物的抗病毒活性的研究,主要集中硫酸脂多糖(sulfactedpolysaccharide)或称硫酸多糖,在研究中发现硫酸酯多糖在抗hiv病毒方面有着特殊的功能,香菇多糖硫酸盐当通过被hiv-iii感染的mt-4细胞验证时表现出了对hiv的活跃的抗性。
从海洋海藻(aghadhiellatenera)分离的硫酸半乳聚糖能在体外抑制hiv-1和hiv-2引起的细胞病变,同时也能抑制合胞体的形成。
超声波法提取香菇多糖实验报告实验目的:利用超声波法提取香菇多糖,并评估其提取效果。
实验原理:香菇多糖是一种具有多种生物活性的多糖物质,具有抗氧化、抗肿瘤、免疫调节等功效。
超声波法是一种常用的物理提取方法,其通过超声波的作用产生的空化、涡流、高温和高压等因素,能够破坏细胞壁,加速提取物质的释放。
实验材料:1.新鲜香菇2.无水乙醇3.超声波浴4.离心机5.蒸馏水实验步骤:1.将新鲜香菇洗净、切片。
2.将香菇片放入无水乙醇中浸泡,浸泡时间为2小时。
3.将浸泡好的香菇片放入超声波浴中,超声波浴的功率设置为200W,浸泡时间为30分钟。
4.将超声波处理后的香菇片用离心机离心,得到上清液。
5.将上清液转移至烧杯中,加入等量的蒸馏水进行稀释。
6.使用酚硫酸法或硫酸-硫酸盐法测定香菇多糖的含量。
实验结果:根据实验测定的结果,得到了超声波法提取的香菇多糖的含量。
实验讨论:比较超声波法提取的香菇多糖含量与其他提取方法的结果,评估超声波法的提取效果,并分析其原因。
结论:通过超声波法提取香菇多糖可以得到较高的提取效果,为后续香菇多糖应用研究提供了基础。
实验改进:1.控制超声波浴的功率和浸泡时间等超声波参数,优化提取过程。
2.比较不同浸泡时间、浸泡温度和液固比对提取效果的影响。
3.与其他物理提取方法进行对比研究,找到最佳的提取方法。
实验总结:超声波法是一种常用的物理提取方法,对于香菇多糖的提取效果较好。
但是在实际应用中还需要进行优化和改进,以提高提取效率和产品质量。
此外,对于香菇多糖的应用和其生物活性的研究也是未来的方向。
香菇多糖的化学结构与抗氧化活性分析作者:魏元来源:《江苏农业科学》2016年第11期摘要:对香菇多糖(Lentinus edodes polysaccharides,LPS)经过离子交换柱层析和凝胶柱层析法得到的2种组分(LPS-1和LPS-2)的化学结构特征进行分析,旨在为香菇多糖的构效关系研究提供依据。
采用高效液相色谱法(HPLC)、气相色谱(GC)、红外光谱(IR)分析等手段对其化学结构特征进行解析,并对其抗氧化活性进行分析。
构成糖分析结果显示,LPS-1单糖组成为鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖、葡萄糖和半乳糖,其物质量之比为1.52 ∶2.96 ∶2.91 ∶0.78 ∶1.00 ∶1.35;LPS-2的单糖组成为鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、葡萄糖和半乳糖,其物质量之比为2.91 ∶1.00 ∶1.10 ∶0.20 ∶0.50。
LPS-1和LPS-2均有较强的抗氧化活性,LPS-2更为显著。
结果表明,香菇多糖主要是阿拉伯糖和鼠李糖组成的吡喃型多糖,有较强的抗氧化活性。
关键词:香菇;多糖;化学结构;抗氧化中图分类号: R284.1 文献标志码: A文章编号:1002-1302(2016)11-0305-04香菇(Lentinus edodes)别称花菇、香菌、香蕈、冬菇、香菰,属真菌门(Eumycophyta)侧耳科(Pleurotaceae)香菇属(Lentinus),是世界第二大食用菌。
香菇口味鲜美、营养丰富、富含多种生物活性物质,如多糖、维生素、蛋白质、多元酚、朴菇素、膳食纤维等。
香菇多糖是香菇中最重要的一种生物活性物质,作为一种免疫促进剂,已引起人们广泛的兴趣。
香菇多糖的生物学功能主要有以下几方面:抗氧化、抗衰老、抗肿瘤、免疫调节、抗炎、保肝护肝和降血糖等[1-2]。
有关香菇多糖的药理研究,特别是结构方面的研究已引起国内外学者的高度关注,并成为多糖领域的研究热点。
本研究对香菇多糖(Lentinus edodes polysaccharides,LPS)通过DEAE-52纤维素柱和 G-100 葡聚糖多糖进行分离纯化,分别研究了LPS-1和LPS-2的分子量、单糖组成、键型和抗氧化活性,为香菇多糖的研究开发及利用提供参考。
第1篇一、实验目的1. 了解香菇多糖的提取方法及其原理。
2. 掌握香菇多糖的提取工艺流程。
3. 优化提取条件,提高香菇多糖的提取率。
二、实验原理香菇多糖是一种具有多种生物活性的多糖类物质,主要存在于香菇子实体中。
香菇多糖的提取方法有热水提取法、酸碱提取法、酶解提取法等。
本实验采用热水提取法,通过加热香菇子实体,使香菇多糖溶解于水中,再通过离心、沉淀等步骤提取香菇多糖。
三、实验材料与仪器1. 实验材料:- 香菇子实体:市售优质香菇- 蒸馏水:分析纯- 无水乙醇:分析纯- 95%乙醇:分析纯- NaCl:分析纯- 乙酸:分析纯- 乙醚:分析纯- 磷酸盐缓冲液:pH 7.42. 实验仪器:- 电子天平- 烧杯- 离心机- 恒温水浴锅- 真空干燥箱- 超声波清洗器- 精密移液器- 滤纸- 漏斗- 玻璃棒四、实验步骤1. 香菇子实体的预处理- 将香菇子实体洗净,去除根部,切成小块。
- 将香菇小块放入真空干燥箱中低温烘干,直至水分含量低于10%。
- 将烘干的香菇小块研磨成粉末。
2. 香菇多糖的提取- 称取20g香菇粉末,置于250ml烧杯中。
- 加入100ml蒸馏水,于石棉网上加热至沸,并不断搅拌,煮沸30min。
- 用滤纸过滤,收集滤液。
- 将滤渣再用100ml蒸馏水煮沸30min,过滤,收集滤液。
- 将两次滤液合并,加热浓缩至20ml。
3. 香菇多糖的纯化- 将浓缩后的滤液加入95%乙醇,搅拌并冷却至室温,静置1h。
- 以4000r/min的转速离心10min,收集沉淀。
- 将沉淀置于真空干燥器中干燥,得到粗香菇多糖。
4. 香菇多糖的鉴定- 将干燥后的粗香菇多糖用蒸馏水溶解,制成一定浓度的溶液。
- 采用高效液相色谱法对香菇多糖进行鉴定。
五、实验结果与分析1. 香菇多糖的提取率- 通过实验,得到香菇多糖的提取率为1.5%。
2. 香菇多糖的鉴定- 通过高效液相色谱法,鉴定出香菇多糖的主要成分是β-1,3-葡萄糖。
香菇菌多糖开发项目可行性研究报告项目概况项目名称:香菇菌多糖开发项目建设单位:盘锦格润生物科技有限公司建设地址:盘山县大荒工业园区88号建设投资:1690万元销售收入:3010万元实现利税:503万元上缴税金:223万元税后利润:280投资回收期:4.95年财务净现值:i=20%;247万元内部收益率:24.73%占地面积:11.22亩投资强度:1690/11.22=150.62万元/亩建筑面积:5937m2,绿化面积:1000m2,容积率:0.80建筑密度:63%绿化率:13%第一章总论1.1企业概况1.1.1企业简介盘锦天然植物提炼厂具有三十年天然植物提取医药保健品有效成分的历史。
该厂借助于长白山脉及盘锦地区独特的自然环境、盛产中草药材的优势,与新西兰融尔公司合资创建盘锦格润生物科技有限公司。
合资后的盘锦格润生物科技有限公司通过人才、资本和市场的优化;产品结构的进一步调整;同时采用现代高科技天然植物有效成分提取工艺技术,近年来企业得以长足发展。
公司占地面积 2 万㎡,现已建成符合GMP 标准的各种浸膏200 t/a;各种精油 500 t/a;两条高标准的生产装置。
检测设备包括液相色谱(HPLC)、紫外线光谱分析(UVS)及高精度电子天平。
由从事提取检验工作 30 年经验的资深工程师率领的专业团队把关,培养了一批技术人员和经过专业培训的操作工人。
公司 2005 年通过了 ISO-9001:2000 质量管理体系认证和中华人民共和国外经贸部医药保健品进出口商会的绿色中药的认证。
主要产品有水飞蓟素、月见草油、南瓜子油、紫苏籽油、甜菊糖甙、人参皂甙等产品,畅销美国、澳洲、新西兰、香港、台湾、南韩、日本、埃及、俄罗斯、德国、荷兰、伊朗等国家和地区。
该公司每年销往美国水飞蓟提取物40t,人参提取物20t;销往日本、韩国紫苏油100t;销往中东地区南瓜籽油120t;销往美国纽约灵芝孢子油 1t。
水飞蓟提取物还销往到台湾、香港、印度、巴基斯坦、南韩等国家和地区。
真菌多糖真菌多糖是一种很重要的食品功能因子,广泛存在于香菇、灵芝、银耳、蘑菇、茯苓、黑木耳、猴头菇等大型食用和药用真菌中。
真菌多糖在增强人体的免疫功能及抗肿瘤方面具有很强的活性,近年来,对真菌多糖的研究十分活跃。
(一)几种抗肿瘤真菌多糖的化学结构及其抗肿瘤活性1. 香菇多糖(Lentinan)1969年由日本的千原吴郎首次从香菇子实体中分离出一种抗肿瘤的多糖,其主连是由β(1 3)糖苷键连接的葡聚糖,约有23%的葡萄糖残疾在C6位连有侧链。
侧链有三种:一种是单一的葡萄糖分子,以其C1位与主链相连;另一种是β(1 6)糖苷键连接的低聚葡萄糖;再一种是另一种是β(1 3)糖苷键连接的低聚葡萄糖。
其化学结构为:2. 银耳多糖(Tremellan)银耳多糖是存在于银耳子实体中的一种酸性多糖,主链是由α(1 3)糖苷键连接的甘露聚糖,支链则由葡萄糖醛酸和木糖组成。
银耳深层发酵孢子子实体中的酸性杂多糖,支链结构有所不同。
其化学结构为:3. 灵芝多糖(Ganoderma Lucidum Polysaccharide)灵芝菌属品种很多,灵芝和紫芝是其主要种类,药用价值很高。
灵芝多糖目前已分离出多种,是具有螺旋状立体构形的聚糖,其螺旋形结构主要由氢键来保持其稳定性。
是一种大分子的化合物,分子量从数百到数十万,不溶于高浓度的乙醇,微溶于低浓度乙醇及冷水中,可在热水中溶解。
在灵芝中存在于细胞壁中。
液体培养的发酵液中,有灵芝菌丝分泌胞外多糖存在。
灵芝多糖大多为杂多糖,除含有葡萄糖外,大多数还含有阿拉伯糖、木糖、半乳糖、岩藻糖、甘露糖等其它单糖,它是灵芝中最有效的成份之一。
4.茯苓多糖(Pachyman)茯苓生长在各种松树的根际,1980年由日本成井确认其主链是一种线性β(1 3)糖苷键连接的葡聚糖,支链由9~10个葡萄糖残基通过β(1 6)糖苷键连接,不溶于水。
该多糖基本上没有抗癌活性,分析认为这是由于结构中含有较长的β(1 6)糖苷键支链的缘故。
多糖高级结构解析方法的研究进展多糖是一种由多个单糖分子通过糖苷键连接形成的生物大分子,在生物体内发挥着重要的生理功能。
多糖的高级结构解析对于理解生物大分子的生物功能和药物研发具有重要意义。
近年来,随着科技的不断发展,多糖高级结构解析方法的研究取得了显著的进展。
本文将围绕多糖高级结构解析方法的研究进展进行综述。
多糖高级结构的解析方法可以概括为物理方法、化学方法和生物方法。
物理方法包括X射线衍射、红外光谱和核磁共振等,可以提供多糖的构象和取向等信息。
化学方法主要包括降解、甲基化、乙酰化等,可以用于确定多糖的链长度、糖单元组成和连接方式等。
生物方法则包括利用特异性抗体或酶对多糖进行识别和降解等,可以用于分析多糖的高级结构。
然而,这些方法存在一定的局限性,如样品制备困难、分辨率低、特异性不够强等。
随着科技的不断进步,近年来多糖高级结构解析方法的研究取得了许多新的进展。
例如,通过结合超速离心和质谱技术,研究者成功解析了复杂多糖的精细结构。
利用纳米孔测序技术也可以快速、准确地测定多糖序列。
另外,基于计算机模拟的方法如分子动力学模拟和蒙特卡罗模拟等也被应用于多糖高级结构的预测和解析。
这些新方法的引入极大地推动了多糖高级结构解析的研究进展。
多糖高级结构解析方法具有许多优点。
例如,物理方法可以提供关于多糖构象和取向的信息,化学方法可以确定多糖的组成和连接方式,生物方法可以用于分析多糖的高级结构。
然而,这些方法也存在一定的局限性。
例如,物理方法可能需要高分辨率的仪器设备,化学方法可能有副反应或无法确定糖苷键的位置,生物方法则需要特异性抗体或酶。
随着多糖高级结构解析方法的不断改进和发展,其应用前景也越来越广阔。
例如,在药物研发方面,通过解析特定多糖的高级结构,可以发现新的药物靶点或制备具有特定生物活性的多糖药物。
另外,多糖高级结构解析方法在食品工业、环境科学和生物技术等领域也有广泛的应用。
例如,通过解析食品中的多糖结构,可以评估其营养价值和生物活性;通过解析环境中的多糖结构,可以了解其对环境的影响和作用机制;通过解析生物技术制备的多糖结构,可以优化制备工艺并评估其生物功能。
香菇多糖的结构分析和构效关系研究进展Reviewoflentinanonthestructureanalysisandstructure-activityrelationship安啸陆珏婕杜琪珍ANXiaoLUJue-JieDUQi-Zhen(浙江工商大学食品与生物工程研究所,浙江杭州310035)(InstituteofFoodandBiologicalEngineering,ZhejiangGongshangUniversity,Hangzhou,Zhejiang,310035,China)摘要:香菇多糖作为一种抗癌的生物活性物质,近年来日益受到人们的重视。本文系统地介绍了香菇多糖的化学结构及空间构象的分析方法,综述了香菇多糖的构效关系,以期为香菇多糖的进一步研究开发提供参考。关键词:香菇多糖;结构分析;构效关系Abstract:Lentinanwasworldwidelyrecognizedasabiologicalactivesubstancepossessinganti-tumoractivity.Themethodsofstructureanalysisandstructure-activityrelationshipofLentinanwerereviewedinthepresentpaperwhichmayprovidethereaderstheknowledgeforfurtherstudyofLentinan.Keywords:Lentinan;Structureanalysis;Structure-activityrelationship
香菇(Lentiusedodes)为担子菌纲伞形科真菌,是世界上第二大食用菌[1]。香菇多糖是香菇中最重要的一种生物活性物质,作为一种免疫促进剂,在20世纪60年代已引起人们的广泛兴趣。现代研究表明:香菇多糖具有抗病毒、抗肿瘤、调节免疫力、降血糖、抗氧化等功能[2,3]。与传统中草药相比,香菇多糖通过增强机体免疫力间接杀死肿瘤细胞,因而毒副作用极小[4,5]。在临床上香菇多糖主要用于抑制和防止胃癌、鼻咽癌、直肠癌、乳腺癌和慢性粒细胞病的术后微转移[6~9]。多糖生物活性的发挥与其结构有关,化学基团的引入也常常会增强多糖的活性或使多糖产生新的活性,因而对多糖结构进行适当修饰是多糖领域研究的重点之一[10,11]。有关香菇多糖的研究,特别是结构方面的研究已引起了国内外学者的高度关注,并有望成为多糖领域的研究热点。现将香菇多糖结构分析和构效关系研究进展作一综述。————————————作者简介:安啸(1985-),女,浙江工商大学食品与生物工程学院在读本科生。E-mail:anla7745@hotmail.com收稿日期:2007-09-271结构分析多糖结构层次可以分为一、二、三、四级,一级结构主要体现在单糖残基的组成、排列序列、连接方式等;二级结构是指多糖的主链间以氢键结合的各种聚合体,关系到多糖分子中主链的构象,但不涉及侧链的空间排布;在二级结构的基础上,糖单位间的非共价键相互作用形成有序而粗大的构象,形成多糖的三、四级结构[12,13]。香菇多糖结构的研究主要通过分子量范围、单糖组成及摩尔比测定、糖苷键构型及构象分析等来实现。1.1分子量测定分子量是多糖质量的重要指标。对于高分子物质的分子量,测定方法主要有高效液相凝胶渗透色谱法、光散射法、粘度法、聚丙烯酰胺凝胶电泳法、凝胶过滤法、凝胶渗透色谱激光光散射联用技术等。由于多糖的微观不均一性,采用不同的方法测定同一多糖样品的相对分子质量,其结果往往存在一定的差异。高效液相凝胶渗透色谱法测定多糖纯度和分子量及其分布,具有快速、高分辨和重现性好等优点,因此,在近几年里得到广泛的应用。任一平等[14]采用高效液相色谱法测定香菇多糖的分子量,结果测得日本香菇多糖针剂、福建香菇多糖针剂、香菇口服液提取液、香菇多糖提取添加剂得峰尖分子量分别为518,404,1577,2000Kda。该方法重复性好,峰尖分子量的变异系数为0.115%,含量变异系数为0.932%,大大简化了操作步骤,试验结果准确性高,是目前较为理想的快速检测方法。凝胶渗透色谱激光光散射联用是多糖分子量测定的新型技术,可在没有标准样品的情况下方便地测定多糖的分子量。Unursaikhan等[15]用该法研究4个从香菇子实体中提取可溶性组分,得到它们的重均分子量Mw分别为1479,1576,1519,167Kda。1.2单糖组成及摩尔比测定单糖组成测定是多糖结构分析的基础内容,其测定方法主要有纸层析、薄层层析、气相色谱法、高效液相色谱法、毛细管电泳法等。1.2.1薄层层析法薄层层析法测定多糖的单糖组成具有操作方便,容易掌握、灵活等特点,其缺点是灵敏度不高,对于含量微小的物质不易检出,且无法确定单糖摩尔比。卢成英等[16]通过合适的试验条件(展开剂与显色剂),对比标准单糖的Rf值确定其分离而得的香菇多糖由半乳糖、葡萄糖、甘露糖、木糖组成。1.2.2气相色谱法和高效液相色谱法气相色谱法和高效液相色谱法是近年来应用较为广泛的单糖及其摩尔比测定方法,其对微量物质的检出体现了高分辨率的特点。此外,高效液相色谱还具有分离速度快、分离效果好、重现性好、不破坏样品等优点。李健等[17]对比高压液相色谱、气相色谱、气相色谱-质谱联用等方法在分析香菇多糖中单糖组成和含量的应用。结果表明:气相色谱和气相-质谱联用方法可以快速地测出香菇多糖的组成及各单糖之间的摩尔比。但这2种方法要求所测样品具有一定的挥发性,而液相色谱中单糖出峰时间比较接近,会影响定性和定量的准确性。1.2.3高效毛细管电泳法高效毛细管电泳法(HPCE)是一种新型的多糖组成分析方法。它根据含硼砂的缓冲液让单糖在较低的pH条件下带上足够的负电荷,不同的单糖在相同介质条件下与硼砂的络合物具有有效的差异来测定多糖中的组成[18]。汲晨峰等[18]将香菇多糖水解成单糖,通过高效毛细管电泳法确定了香菇多糖由甘露糖、阿拉伯糖和半乳糖组成,此外还含有微量的鼠李糖、木糖和葡萄糖。虽然相对于纸层析、液相色谱、气相色谱方法,毛细管电泳技术具有用量少、时间短、灵敏度高、分离效果明显的特点,但它主要用于寡糖的分析,多糖的高效毛细管电泳研究目前尚处于探索阶段[19]。1.3糖苷键的构型及构象分析1.3.1化学方法化学方法是用来对一些简单的单糖、二糖和寡糖进行分析的经典方法,应用在香菇多糖的结构解析上,其主要是确定香菇多糖的单糖组成及糖链的连接方式,并且能提供大量的其他结构信息。其主要方法包括高碘酸氧化、Smith降解和甲基化分析等。(1)高碘酸氧化法和Smith降解高碘酸氧化及Smith降解法是用以确定多糖中单糖连接方式的化学方法。前者是利用高碘酸可以选择性的氧化断裂糖分子中的连二羟基或连三羟基处,生成相应的多糖醛、甲酸,反应定量地进行。每开裂一个C-C键消耗一分子高碘酸,通过测定高碘酸的消耗量和甲酸的生成量,可以判断糖苷键的位置、连接方式、支链状况和聚合度等结构信息。后者是将高碘酸氧化产物还原后进行酸水解或部分水解。由于糖基之间以不同的位置缩合,用高碘酸氧化后则生成不同的产物,由降解产物来获取多糖的结构信息[20]。(2)甲基化分析甲基化分析是研究糖类结构的重要手段,它可以确定糖苷键的连接位置。其分析步骤是先将多糖中单糖残基中的游离羟基转变为甲氧基,进而水解成各种甲氧基单糖,然后还原成相应的阿尔迪醇,再乙酰化,得到部分甲基化部分乙酰化的单糖醇,进行GC—MS分析[21]。从GC的保留时间和质谱图谱,与标准品对照,判断糖的组成和连接方式。甲基化反应的关键在于甲基化是否完全,通常用红外光谱法检测3500cm-1处有无吸收峰来判断甲基化多糖中是否含有游离的羟基。甲基化的方法有Purdie法、Hamorth法、Menzies法和Hakomori法等,目前最常用的方法是改良Hakomori法[22]。1.3.2物理方法(1)红外光谱红外光谱在多糖的结构分析上的应用主要是确定糖苷键的构型以及常规官能团。多糖化合物在890cm-1处吸收是β-吡喃糖苷键的特征峰,而820cm-1和850cm-1则是α-吡喃糖苷键特征峰。此外从红外光谱1170~700cm-1区域的吸收峰,可以判断糖苷键的构型和糖环,例如吡喃糖苷在1100~1010
cm-1间有3个强吸收峰,而呋喃糖苷在相应区域内只出现2个峰[10]。卢成英等[16]通过红外光谱分析所获香菇多糖糖苷键构型,表征了β-吡喃糖基的存在,从而说明其分离纯化所得香菇多糖为β-吡喃多糖。(2)核磁共振核磁共振光谱(NMR)法,主要用于确定多糖结构中糖苷键的构型以及重复结构中单糖的数目。Umberto等[23]将从发酵香菇菌丝体中得到的香菇多糖进行一维及二维NMR分析,确定其中一种是具有β-D-(1→3)连接的吡喃葡聚糖主链的葡聚糖。颜邦干等[24]对硫酸化的香菇多糖进行13C—NMR分析,确定了硫酸基的取代位置在葡萄糖残基的C一6位置上。(3)质谱早期的质谱主要局限于电子轰击质谱(EI-MS),其不适用于多糖这种极性强、难挥发的物质。近年发展起来多种不需加热气化的软电离技术,例如快原子轰炸质谱(FAB-MS)的出现,使得高极性、难挥发且热不稳定的多糖及其混合物的直接分析成为可能,利用FAB-MS可以获得分子质量为数千的多糖分子离子峰,由此可以判断结构中糖残基的数目,同时,根据其图谱中碎片离子所提供的糖链裂解方式的信息可以判断糖苷键的连接位点和寡糖链的结构顺序[22]。此外,由于经消化、降解的产物可直接采用高效液相色谱-质谱联用法(HPLC—MS)进行分析,故HPLC—MS对多糖的单元结构研究特别有用。(4)X射线衍射法X射线衍射法是研究多糖的结晶构型的有效方法。多糖通常是不能结晶的,但在适宜的条件下,它可以微晶态存在。所以进行衍射分析的样品必须通过外界的诱导使其中有相当部分呈现微晶态[12]。进行衍射的香菇多糖样品一般先制成碱性溶液,而后在水中透析,再进一步处理制备的。孙艳[25]等将从香菇中分离而得的多糖经X-衍射分析,确定其立体结构为右手心三度螺旋,晶格为六角形,晶格常数a=b=1.5nm,c=0.6nm。Zhang等[26]经X一衍射分析表明:天然香菇多糖具β-三股绳状螺旋型立体结构,但加入尿素或二甲亚砜后立体构型改变,转变为单绳螺旋结构。(5)原子力显微镜原子力显微镜(AFM)是在扫描隧道显微镜(STM)基础上发展起来的一种新颖的物质结构分析方法,其用很尖的探针扫描待测样品表面,探针附在一根可活动的微悬臂的底端上,当探针与样品接触时,产生的微小作用力引起微悬臂的偏转,通过光电检测系统对微悬臂的偏转进行检测和放大,信号经过转换可得到样品的三维立体图像[27]。Zhang等[28]运用原子力显微镜(AFM)和激光光散射(LLS)技术研究了香菇多糖在不同浓度NaOH溶液下构型和构象的转变。结果表明:NaOH浓度低于0.05M时呈现三螺旋结构,而NaOH浓度高于0.08M时则为单绳螺旋。多糖的结构复杂、多样,结构的研究难度大,往往需要多种方法结合起来,才能完成多糖结构的测定。目前已明确香菇多糖结构与免疫及抗癌活性关系的只有β-葡聚糖物质[29]。该物质的一级结构具有β-D-(1→3)连接的吡喃葡聚糖主链,在主链中葡萄糖的C6位上含有支点(每5个D-葡萄糖有2个支点),其侧链是由β-D-(1→6)和β-D-(1→3)链相连的D-葡萄糖聚合体组成;而其天然物质的空间结构为β-三股绳状螺旋型立体结构[30,31]。2构效关系现代研究证明:香菇多糖具有多种多样的生物功能,而它的化学结构则是其生物活性的基础[32,33]。研究活性多糖的构效关系,确定何种结构的多糖才具有活