多糖结构解析的方法
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多糖结构研究方法多糖及其复合物是来自于高等动、植物细胞膜和微生物细胞壁中的天然大分子物质之一,自然界含量丰富,与人类生活紧密相关,对维持生命活动起至关重要的作用。
多糖和核酸、蛋白质、脂类构成了最基本的4类生命物质。
由于多糖的生物活性与多糖的结构关系密切,因此清楚认识多糖的结构是进行多糖研究和利用的基础。
多糖结构比蛋白质和核酸的结构更加复杂,可以说是自然界中最复杂的生物大分子。
从化学观点来看,多糖结构解析最大的难点就在于其结构的复杂性。
糖的结构分类可沿用蛋白质和核酸的分类方法,即多糖的结构也可分为一级、二级、三级和四级结构。
与蛋白质或核酸大分子相比,糖链的一级结构“含义”要十分丰富。
测定糖链的一级结构,要解决以下几个问题:(1)相对分子质量;(2)糖链的糖基组成,各种单糖组成的摩尔比;(3)有无糖醛酸及具体的糖醛酸类型和比例;(4)各单糖残基的D-或L.构型,毗喃环或呋喃环形式;(5)各个单糖残基之间的连接顺序;(6)每个糖苷键所取的a-或B.异头异构形式;(7)每个糖残基上羟基被取代情况:(8)糖链和非糖部分连接情况;(9)主链和支链连接位点:(10)糖残基可能连接硫酸酯基、乙酰基、磷酸基、甲基的类型等。
多糖的二级结构是指多糖主链间以氢键为主要次级键而形成的有规则的构象,与分子主链的构象有关,不涉及侧链的空间排布;多糖的三级结构和四级结构是指以二级结构为基础,由于糖单位之间的非共价相互作用,导致二级结构在有序的空间里产生的有规则的构象四。
多糖结构的分析手段很多。
不仅有仪器分析法,如红外、核磁共振、质谱等,还有化学方法,如完全酸水解、部分酸水解、高碘酸氧化、Smith降解、甲基化反应等,以及生物学方法,如特异性糖苷酶酶切、免疫学方法等。
1质谱(MS)由于MS法在糖链结构分析中具有快速灵敏,样品用量少、结构信息直观的特点而得到越来越广泛的应用。
近年来各种软电离技术的诞生,如快原子轰击质谱(FAB—MS),电喷雾质谱(ESI—MS),基质辅助激光解析离子化质谱(MALDI-MS)等,使得糖结构分析的研究取得了日新月异的发展。
多糖结构研究方法多糖及其复合物是来自于高等动、植物细胞膜和微生物细胞壁中的天然大分子物质之一,自然界含量丰富,与人类生活紧密相关,对维持生命活动起至关重要的作用。
多糖和核酸、蛋白质、脂类构成了最基本的4类生命物质。
由于多糖的生物活性与多糖的结构关系密切,因此清楚认识多糖的结构是进行多糖研究和利用的基础。
多糖结构比蛋白质和核酸的结构更加复杂,可以说是自然界中最复杂的生物大分子。
从化学观点来看,多糖结构解析最大的难点就在于其结构的复杂性。
糖的结构分类可沿用蛋白质和核酸的分类方法,即多糖的结构也可分为一级、二级、三级和四级结构。
与蛋白质或核酸大分子相比,糖链的一级结构“含义”要十分丰富。
测定糖链的一级结构,要解决以下几个问题:(1)相对分子质量;(2)糖链的糖基组成,各种单糖组成的摩尔比;(3)有无糖醛酸及具体的糖醛酸类型和比例;(4)各单糖残基的D-或L.构型,毗喃环或呋喃环形式;(5)各个单糖残基之间的连接顺序;(6)每个糖苷键所取的a-或B.异头异构形式;(7)每个糖残基上羟基被取代情况:(8)糖链和非糖部分连接情况;(9)主链和支链连接位点:(10)糖残基可能连接硫酸酯基、乙酰基、磷酸基、甲基的类型等。
多糖的二级结构是指多糖主链间以氢键为主要次级键而形成的有规则的构象,与分子主链的构象有关,不涉及侧链的空间排布;多糖的三级结构和四级结构是指以二级结构为基础,由于糖单位之间的非共价相互作用,导致二级结构在有序的空间里产生的有规则的构象四。
多糖结构的分析手段很多。
不仅有仪器分析法,如红外、核磁共振、质谱等,还有化学方法,如完全酸水解、部分酸水解、高碘酸氧化、Smith降解、甲基化反应等,以及生物学方法,如特异性糖苷酶酶切、免疫学方法等。
1质谱(MS)由于MS法在糖链结构分析中具有快速灵敏,样品用量少、结构信息直观的特点而得到越来越广泛的应用。
近年来各种软电离技术的诞生,如快原子轰击质谱(FAB—MS),电喷雾质谱(ESI—MS),基质辅助激光解析离子化质谱(MALDI-MS)等,使得糖结构分析的研究取得了日新月异的发展。
枸杞多糖的结构与生物活性研究随着人们生活水平的提高,人们的健康意识也逐渐增强。
枸杞作为一种具有多种保健功效的传统中药材,因其含有丰富的多糖而备受关注。
枸杞中的多糖以枸杞多糖为主要成分,其结构和生物活性成为当前热门的研究方向之一。
本文将从结构和生物活性两个方面介绍枸杞多糖的研究现状。
一、枸杞多糖的结构1.1 枸杞多糖的萃取方法枸杞多糖主要以酸、碱或酶解法进行萃取,其中,以酸法萃取得到的多糖含量最高。
萃取得到的多糖成分主要有枸杞多糖1、枸杞多糖2和枸杞多糖3三种类型,其中,枸杞多糖1为主要组分。
1.2 枸杞多糖的化学组成枸杞多糖的主要化学组成为多糖类物质,其中以多糖为主要成分。
多糖类物质是由单糖分子通过葡聚糖、木聚糖、半乳糖等多个分支链连接而成的高分子多糖,萃取得到的枸杞多糖中 mainly 以葡萄糖和甘露糖为主要单糖组成,同时还含有一定量的半乳糖、鼠李糖和阿拉伯糖等。
1.3 枸杞多糖的结构枸杞多糖的分子结构呈线性或分枝状,且其分子结构复杂,含有不同的糖链长度和不同的共价连接方式。
据文献报道,枸杞多糖含有α-葡萄糖-1,5-α-木糖、α-鼠李糖-1、4-α-半乳糖、或α-阿拉伯糖-1、3连接等不同的单糖顺序。
二、枸杞多糖的生物活性枸杞多糖具有多种生物活性,其中最为突出的有免疫调节、抗肿瘤、抗氧化和降血压等功效。
下面将从这几个方面简单介绍。
2.1 免疫调节研究发现,枸杞多糖能够增强机体免疫功能,提高T淋巴细胞的免疫活性。
同时,它还能够调节巨噬细胞的吞噬功能,促进巨噬细胞释放多种免疫因子,从而起到免疫调节作用。
2.2 抗肿瘤枸杞多糖在肝癌、乳腺癌、结肠癌、卵巢癌等多种癌症中均具有一定的抗肿瘤作用。
研究表明,枸杞多糖能够抑制癌细胞的生长和分裂,促进癌细胞的凋亡。
此外,它还能够调节人体免疫系统,增强机体对癌症的抵抗能力。
2.3 抗氧化枸杞多糖还具有较强的抗氧化能力,能够清除自由基及其产生的氧化物质,保护人体细胞免受氧化伤害。
多糖结构测定的一般流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
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在进行多糖结构测定之前,需要做好充分的准备。
多糖的化学研究概况
多糖是由多个单糖单元通过糖苷键连接而成的高分子化合物,在自然界中广泛存在于植物、动物和微生物等生物体内。
多糖具有诸如结构多样性、功能多样性和生物相容性等特点,因此在生命科学、材料科学、医药和食品等领域得到广泛应用。
多糖的化学研究主要涉及到以下方面:
1.多糖的合成与修饰。
多糖的合成涉及到化学合成、生物合成和发酵合成等多种方式,其中包括原位聚合、酶催化合成、化学合成和酸性水解等方法。
同时,多糖的修饰也是化学研究的重要方向之一,主要包括磷酸化、乙酰化、硫酸化、甲基化和氧化等方法。
2.多糖的结构解析。
多糖的结构解析是多糖化学研究的基础,常用的解析方法包括核磁共振、质谱、色谱等技术。
通过结构解析可以了解多糖的单糖组成、连接方式、空间构型和分子量等信息,为多糖的功能研究奠定基础。
3.多糖的功能研究。
多糖具有多种生物活性,如抗氧化、抗炎、调节免疫系统、促进细胞生长等功能。
因此,多糖的功能研究在医药和食品等领域具有广泛的应用前景。
现代化学生物学和生物制造技术的出现使得多糖的功能研究更加深入和系统化。
总的来说,多糖的化学研究从合成、结构解析到功能研究,涉及到多个学科领域,具有重要的理论意义和应用价值。
多糖检测一.定性:1.a-奈酚试液(Molish)反应为普遍采用的多糖的定性方法,但专属性差,无法对普通多糖、糖肤、糖蛋白及普类做出专属性鉴定。
2.溶解性3.葱酮-硫酸试剂反应(阳性)4.苯酚-硫酸反应5.十六烷基三甲基澳化按(CTAB)络合反应6.比旋光度7.特性粘度8.电导率及pH值9.红外光谱(lR)分析,主要用于不同糖的鉴别、糖昔键及搪构型的确定、糖键上主要取代基的识别等。
常用方法是将干燥的多糖用KBr压片法在400~4000cm-1区间扫描做红外光谱分析定量:1.苯酚-硫酸法是主要的多糖定量方法之一,缺点是苯酚容易被氧化,临用前需对试剂进行纯化处理,否则影响测定结果的准确度2.葱酮一硫酸法也是常用的多搪定量方法,缺点是葱酮试剂不稳定,溶液需临用前配制,相比之下,本法优于苯酚一硫酸法。
3.HPLC、HPEC等方法。
二纯度和分子量测定1.纯度评价多搪的纯度不能用通常化合物的纯度标准进行衡量,因为多糖纯品在结构上也不是完全一致的,我们通常所说的多糖纯品实际上是一定分子量范围的均一组分。
测定多糖纯度常用的方法主要有:①用GC、HPLC 测定组成多糖的单糖的摩尔比是否恒定,用不同的柱型侧定结果更为可靠。
②电泳只出现一条带,如聚丙烯酞胺凝胶电泳、醋酸纤维素薄膜电泳及玻璃纤维纸电泳等。
对于中性多糖可采用高压电泳,以硼酸盐为缓冲液,可增大其迁移速度。
③凝胶柱层析图呈现对称的单峰。
若有“拖尾”现象,说明其均一性不够好。
④纸层析法呈单一集中斑点2.分子量测定多糖的分子量测定至今仍是一个复杂的问题。
现在还没有一种准确的测定方法。
因多糖的分子量只代表相似链长的平均配布。
往往用不同的方法会测得不同的分子量。
即使是同一多搪,其重均分子量(Mw)与数均分子量(Mn)也会相差很大。
多糖的分子量测定常用的方法有凝胶过滤法和高效凝胶液相色谱法.它是根据在凝胶柱上不同分子量的多糖与洗脱体积成一定关系的特性,先用各种己知分子量的多糖制成标准曲线,然后由样品的洗脱体积从曲线中求得分子量。
水溶性多糖的提取及结构测定方案提取水溶性多糖方法:1. 蒸馏水提取法将植物材料使用蒸馏水浸泡一定时间后,在常温下加热,使多糖向水中溶解。
然后进行过滤、冷却、离心等操作,分离出水溶性多糖。
优点:简单易行,可获得高纯度多糖。
缺点:需耗费大量水和时间,获得的多糖含量低。
2. 酸碱法提取法将植物材料使用强酸或强碱处理,破坏细胞壁,释放出多糖。
然后中和酸或碱,进行沉淀或过滤,获得多糖。
优点:易操作,可获得高纯度多糖,提取产量高。
缺点:对多糖结构有影响,需要严格控制处理时间、温度等参数。
3. 高压法提取法将植物材料加入高压蒸馏水中,在高温高压下进行提取。
然后通过冷却和离心等步骤,分离出水溶性多糖。
优点:高效、快捷、获得的多糖含量高。
缺点:需要专业设备,投资成本高。
结构测定方案:1. 紫外-可见光谱分析法将多糖样品溶解在水中,使用紫外-可见光谱仪测量其吸收光谱。
通过分析吸收峰位、峰形等特征,推断多糖结构。
优点:简单易用,快速。
缺点:只能得出对多糖主要结构的推测。
2. 红外光谱分析法将多糖样品与 KBr 混合后压成盘,进行红外光谱测量。
通过分析吸收峰位、峰形等特征,确定多糖结构。
优点:稳定可靠,测量精度高。
缺点:需要专业技能和设备。
3. 核磁共振光谱分析法将多糖样品溶解在溶剂中,使用核磁共振仪进行分析。
通常使用的是1H核磁共振技术。
通过分析多糖分子内部原子的化学位移、耦合常数等特征,确定多糖结构。
优点:精确度高,能够解析多糖结构。
缺点:需要专业技能和设备,而且成本较高。
总的来说,不同的提取方法和结构测定方法各有优缺点,需要根据具体的研究目的和条件来选择。
同时,为了保证研究结果的可靠性和精确度,提取和分析过程中需要注意控制实验条件和误差。
基金项目:国家自然科学基金资助项目(81872962);国家重点研发计划项目(2019YFC1710800);山西省重点研发计划重点项目(201603D311101);山西省优秀人才科技创新项目(201605D211030,201705D211020) 作者简介:李雪琴,女,1995-07生,在读硕士,E mail:2417609567@qq.com 收稿日期:2020-11-11多糖的结构解析方法研究进展李雪琴1,2,李 科1,2,3 ,秦雪梅1,2,李震宇1,2,范信晖1,2,崔连杰1,2(1山西大学中医药现代研究中心,太原 030006;2山西大学化学生物学与分子工程教育部重点实验室;3中国科学院过程工程研究所; 通讯作者,E mail:like@sxu.edu.cn)关键词: 中药; 多糖; 结构解析; 纯度; 单糖组成; 单糖连接方式; 糖苷键构型; 构象中图分类号: R284 文献标志码: A 文章编号: 1007-6611(2021)03-0380-08 DOI:10.13753/j.issn.1007-6611.2021.03.023 中医药是我国的国粹,是中国人民几千年来与疾病作斗争的经验总结,新冠肺炎疫情发生以来,中西医结合的救治方案在全程中均发挥不可替代的作用。
中药成分复杂,多糖是中药的活性成分之一,研究表明,多糖是柴胡生物活性的基础[1],黄芪多糖在抗肿瘤[2]、抗衰老[3]、抗氧化[4]等方面发挥着重要作用,大枣多糖具有抗氧化、抗疲劳、抗肿瘤等多种药理活性,是大枣中重要的活性成分[5]。
与基因组学和蛋白质组学相比,糖组学的研究进展较为缓慢,其主要发展瓶颈在于糖的树形结构增加了糖结构解析的难度[6],尤其是多糖的分支结构尚未有效的方法准确测定,因此多糖的构效关系并不明确。
研究具有活性的中药多糖结构,以便更好地开发利用中药资源是亟待开展的重要工作。
目前缺乏可以对大部分多糖进行结构解析的普遍适用的方法,因此很难实现对多糖结构的快速准确解析,从而制约了对多糖进一步深入的研究。
多糖的提取、分离纯化真菌多糖是从真菌细胞壁和组织体的菌丝之中分离出的由十个以上的单糖以糖苷键连接而成的高分子多聚物。
真菌多糖能通过对淋巴细胞、巨噬细胞、网状内皮系统而调节机体的免疫功能,在治疗肿瘤、心血管、肝炎、糖尿病,甚至爱滋病等方面显示出特殊的效果,有些已在临床上广泛应用[1]。
真菌多糖作为药物毒性极小,其在治疗代谢紊乱、感染及癌症等疾病方面的应用正不断增加,它在医疗上是一种很好的佐料。
真菌多糖其研究日益受到人们重视。
1 真菌多糖的提取、分离纯化与纯度检测1.1 真菌多糖的提取和分离提取真菌多糖的原料,应先用丙酮、乙醚或乙醇进行预处理,以除去原料中的脂类物质,然后用热水、稀酸或稀碱反复提取,提取液中和至中性后,用甲醇或乙醇沉淀,沉淀物经离心、干燥后,制得粗多糖。
1.1.1 粗多糖中蛋白的去除常用的脱蛋白的方法主要有3种:Sevag法是用氯仿、正丁醇或正戊醇按5:1混合后,加到样品水溶液中振摇,离心除去凝胶状蛋白质,反复多次直至蛋白质除尽为止。
三氟三氯乙烷法[2]是多糖溶液和三氟三氯乙烷1:1混合,在低温下搅拌10min左右,离心得上层溶液, 上层溶液继续用上述方法处理几次,即得无蛋白的多糖溶液。
三氯乙酸法是在多糖水溶液中滴加3%的三氯乙酸,直至溶液不再浑浊为止,于5~10℃放置过夜,离心除去沉淀即得无蛋白的的多糖溶液,但是此法会引起多糖的降解,不宜采用。
另外还有硫酸铵法和蛋白酶法。
1.1.2脱色多糖中所含的色素一般有两种,即游离色素和结合色素。
游离色素大多呈阴离子状态,可以通过离子交换法除去,常用DEAE纤维素或DEAE-Sepharose TM Fast Flow来吸附色素。
若多糖与色素结合,则色素易被离子交换柱吸附,不易被水洗脱,这类色素可采用氧化脱色:以浓氨水(或NaOH溶液)调至ph8.0左右,于50℃以下滴加H2O2至浅黄色,保温2h;根据真菌多糖与色素的结合情况选择合适的脱色方法[3]。
核磁共振波谱法在多糖结构分析中的应⽤2019-07-18摘要:多糖由于结构复杂使解析结构⾮常繁琐和困难,使对各种多糖的深⼊研究受限。
核磁共振波谱法(NMR)是解析物质结构最有效的⼿段,近年该技术的发展也很迅速。
本⽂综述了⼀维核磁共振(1D-NMR)和⼆维核磁共振波谱法(2D-NMR,包括COSY,TOCSY,ROESY,NOESY, HMQC,HSQC与HMBC)在多糖结构分析中的应⽤。
这些技术可以提供如多糖的单糖组成、单糖残基间的顺序、单糖残基在糖苷键中的位置、环状结构的类型和糖苷键的构型等许多信息,成为分析多糖结构不可缺少的⼯具。
关键词:核磁共振波谱法;多糖;结构分析中图分类号:Q532⽂献标识码:A⽂章编号:1672-979X(2007)08-0039-05多糖是⽣物体内普遍存在的⼀类⽣物⼤分⼦,糖结合物在细胞识别、细胞间物质运输和调节免疫功能等⽅⾯具有重要的功能。
⽬前已从多种⽣物体中提取了多种活性多糖,发现它具有免疫调节、抗肿瘤、抗病毒、降⾎糖、降⾎脂等作⽤。
因此,多糖的研究引起了越来越多的重视[1,2]。
结构是多糖活性的基础,多糖⼀级结构的研究包括单糖残基的种类和顺序,多糖残基在糖苷键中的位置,环状结构的类型和糖苷键的构型。
⽽组成多糖的单糖品种繁多,单糖的连接顺序、连接位置的不同以及是否存在侧链使多糖结构更具复杂性,其结构鉴定也更困难。
⽬前常⽤的多糖结构分析⽅法主要分为化学分析法、⽣物学分析法和物理分析法3⼤类,其中物理分析法包括核磁共振波谱(NMR)、红外光谱、质谱、X-射线衍射光谱等。
现将近年来核磁共振波谱在多糖结构分析中的应⽤进展作⼀综述。
1⼀维核磁共振NMR检测组成有机化合物分⼦的原⼦核性质及其与周围化学环境的相互作⽤,⼀维核磁共振氢谱(1H-NMR)和⼀维核磁共振碳谱(13C-NMR)可为多糖的结构分析提供有⽤的信息。
1.11H-NMR多糖上的羟基信号峰较宽,化学位移值(δ)可变,⼲扰其它氢信号,所以常通过重⽔交换除去。
活性多糖提取纯化及结构解析的研究进展【摘要】本文综述了活性多糖提取纯化及结构解析的研究进展。
在介绍了活性多糖研究的背景及其在生物学领域的重要意义。
接着在分别介绍了活性多糖的提取方法、纯化技术、结构解析技术、生物学功能研究以及在药物开发中的应用。
在探讨了活性多糖研究的未来发展方向及其潜在应用前景。
综合研究表明,活性多糖具有较高的生物活性和潜在的药物开发应用价值,对其进一步的研究和应用具有重要意义。
活性多糖研究的深入将有助于揭示其更多的生物功能及应用价值,为未来活性多糖的开发与利用提供有力支持。
【关键词】活性多糖、提取、纯化、结构解析、生物学功能、药物开发、未来发展、应用前景1. 引言1.1 背景介绍活性多糖是一类具有多种生物活性的高分子化合物,具有广泛的应用前景。
在生物学研究和药物开发领域,活性多糖已经成为研究热点之一。
活性多糖具有多种生物功能,包括抗氧化、抗炎、抗肿瘤、免疫调节等,可以用于预防和治疗各种疾病。
活性多糖的提取纯化及结构解析仍然是一个具有挑战性的工作。
深入研究活性多糖的提取、纯化、结构解析及生物学功能对于拓展其应用领域具有重要意义。
本文将重点讨论活性多糖的提取方法、纯化技术、结构解析技术、生物学功能研究以及在药物开发中的应用,并探讨活性多糖研究的未来发展方向和潜在应用前景。
1.2 研究意义活性多糖是一类具有重要生物活性和药用价值的多糖物质,已经引起了广泛的研究关注。
研究活性多糖的意义在于探索其在生物学功能、药物开发等领域的应用潜力,为人类健康和医药事业的发展提供新的支撑点。
活性多糖具有抗氧化、抗炎、抗肿瘤、免疫调节等多种生物活性,对人体健康具有积极作用。
深入研究活性多糖的提取、纯化、结构解析和生物学功能,可以为开发新型保健品、药物和生物医学材料提供重要依据。
在当前多样化的医疗需求和药物研发挑战的背景下,对活性多糖进行系统研究具有重要的现实意义和深远的社会意义。
探索活性多糖的研究意义不仅体现在理论研究方面,更体现在促进医药事业的发展和改善人类生活质量方面。
多糖结构解析的方法
一类是传统的化学方法,一类是波谱学方法。
2.1 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,同时亦可应用在多糖的结构解析上。
它是通过完全酸水解、部分酸水解、高碘酸氧化、Smith 降解、甲基化分析和气质联用对多糖进行解析的。
2.1.1 水解法
水解法通过完全水解将多糖链分解成单糖,这是分析多糖链组成成分的主要手段。
水解法包括完全酸水解、部分酸水解、乙酰解和甲醇解等。
水解后的多糖经过中和、过滤可采用气相色谱、纸层析、薄层层析、高效液相色谱仪[8]和离子色谱法[9]进行分析。
2.1.2 高碘酸氧化法
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,反应定量进行,每裂开一个C—C键消耗一分子高碘酸,通过测定高碘酸消耗量及甲酸的释放量,可以判断糖苷键的位置、直链多糖的聚合度和支链多糖的分枝数[10]。
2.1.3 Smith降解
Smith降解是将高碘酸氧化产物还原后进行酸水解或部分水解。
由于糖残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。
根据降解产物可以推断糖苷键的位置。
在降解产物中若有赤藓糖生成,则提示多糖具有1→4结合的糖苷键;若有甘油生成,则提示有1→6、1→2结合的糖苷键或有还原末端葡萄糖
残基;若能检出单糖,如葡萄糖、半乳糖、甘露糖等,则有1→3糖苷键结合的存在[11]。
2.1.4 甲基化反应
甲基化反应是用甲基化试剂将各种单糖残基中的游离羟基全部甲基化,进而将甲基化多糖水解后得到的化合物,其羟基所在的位置即为原来单糖残基的连接的位置。
甲基化反应的关键在于甲基化是否完全,通常采用红外光谱法检测3500㎝-1处有无吸收峰,以此来判断甲基化多糖中是否含有游离的羟基(-OH)。
甲基化的方法有Purdie法、Hamorth法、Menzies法和Hakomori法等[12]。
现在使用较多的是Ciucanu和Kerek[13]方法,它是将多糖样品溶解在DMSO中,加入NaOH 粉末和碘甲烷,混合在密封瓶中25℃搅拌6min即可,方法简单,重复性好。
2.2 波谱学方法
食(药)用菌多糖由于结构比较复杂,仅用传统的化学方法完全解析多糖结构是十分困难的,必须利用波谱学知识进行解析。
在食(药)用菌多糖中常用的波谱学方法有紫外分光光度计法、红外光谱法和核磁共振法。
2.2.1 紫外分光光度计法
用苯酚硫酸法(490nm)进行多糖的含量测定;280nm处有无吸收峰来检测是否含有蛋白质和在260nm处有无吸收峰来判断是否含有核酸;在620nm处有无吸收峰来判断有无色素[14];在206nm处有无吸收峰来判断是否含有多糖[15] 。
2.2.2 红外光谱法
红外光谱分析多糖结构,可以鉴定多糖的构型,如:α构型多糖常出现844±8cm-1峰,而β构型多糖出现891±7cm-1峰。
糖键上主要取代基的特征谱为分子间、内氢键使糖羟基在3600~3200 cm-1 处出现一宽峰,磷酸基在1300~1250cm-1 处有P=O伸缩振动峰,磺酸基在1240cm-1 处有S=O伸缩振动峰,酯胺在1650 、1550 cm-1 附近出现振动吸收。
吡喃糖苷在1100~
1010cm-1 处应有
3个吸收峰,而呋喃糖苷在相应的区域只出现2个峰[16]。
2.2.3 核磁共振法
运用核磁共振技术可以在有或没有结构背景知识的情况下获得碳水化合物最完全的结构信息,它突破了用化学方法测定多糖结构的局限性,为复杂的多糖结构解析提供了有利工具。
通过综合考虑一维、二维图谱,互相验证,得到更为准确的多糖结构信息。
核磁共振波谱的多糖结构分析方法介绍
如下。
2.2.
3.1 糖残基数的确定
多糖是由单糖以一定的连接方式组成的重复结构单元,由一种或多种单糖组成,所以确定多糖的糖残基数是很重要的。
一般来说,糖残基数是根据多糖的异头氢和异头碳来确定的。
在1H 4.3~5.9之间;在13C NMR谱中,异头碳的化学位移一般在NMR谱中,异头氢的化学位移在90~112之间。
根据出现的信号峰来确定多糖的糖残基数。
但是在1H 4.3~5.9的异头氢区域,造成假象。
所以于在1H NMR谱中,异头氢区域的信号不一定都是异头氢的信号,比如在O-乙酰基取代碳上的氢,虽然不是异头氢,但是其氢的化学位移会因为O-乙酰基取代而向低场移动到NMR谱和13C NMR谱中信号峰数目不一样时,还要通过1H-1H COSY谱和1H-13C COSY谱进行验证,进而确定多糖中的糖残基数[17]。
2.2.
3.2
单糖构型的确定
组成多糖的单糖一般可以分为呋喃糖构型和吡喃糖构型。
在1H 5.4左右,J1,2小于2Hz,此是呋喃糖构型区别于吡喃糖构型的主要特征[18]。
在13CNMR 谱中,呋喃糖构型的异头氢的化学位移在82~84之间有信号,也是区别呋喃
糖构型和吡喃糖构型的主要依据[19]103~112,并且呋喃糖糖醛糖的C4和呋喃糖糖酮糖的C5在NMR谱中,异头碳的化学位移在[20]。
吡喃糖构型大致又包括葡萄糖构型(葡萄糖和异鼠李糖)、甘露糖构型(甘露糖和鼠李糖)和半乳糖构型(半乳糖、岩藻糖)。
葡萄糖构型可以通过J2,3,J3,4,J4,5在8~10Hz 之间来判断[21],还可以通过H2的高场化学位移的特征来判断。
或者是在TOCSY 谱中,具有一个H1~H6完全的自旋系统,也可以视为葡萄糖构型[22]。
甘露糖构型可以通过J1,2(0~2.0 Hz)非常小和J4,5(8~10 Hz)大的偶合常数来确定甘露糖构型[23]。
由于J3,4和J4,5较小(J3,4和J4,5<3 Hz),阻碍了从H1→H6的相关传递,由此可以推断半乳糖构型的存在[24],同时H4相对于其他单糖残基而位于低场区域[26]也可作为判断半乳糖构型的依据。
在TOCSY谱中只能推出H1→H4[26]和在NOESY谱中的H4与H3和H5有强的NOE效应也是半乳糖构型的主要特征[27]。
2.2.
3.3
单糖组分化学位移的确定
一般来说,可以通过1H NMR谱、1H-1H COSY谱和TOCSY(HOHAHA)谱推出单糖上各碳上氢的化学位移,然后根据13C NMR谱和1H-13C COSY谱(HMQC谱和HSQC谱)推出碳的化学位移。
但是对于不同构型的还略微不同,比如半乳糖构型,因J3,4和J4,5较小,阻碍了交叉峰的出现,可以从1H-1H COSY谱中的交叉峰推出H1,H2和H3。
由于H3和H4在1H-1H COSY谱中的J3,4较小,所以没有交叉峰的出现,因此H4可以通过TOCSY(或HOHAHA)谱得出,根据H1的相关交叉峰进行判断;H5可由NOESY谱得出,由于H3和H4与H5信号相关。
H6可以通过1H-1H COSY谱和TOCSY(或HOHAHA)谱得出,由于H5和H6在此谱上有交叉峰。
H5和H6与H1和H4是否在同一糖环中,还可以通过HMBC谱,H1和C5相关、H5和C4相关、H6和C5相关来证明H5、H6是同一糖残基上的氢。
碳的化学位移可由HMQC谱来推断,对于未被推出的,可用HMQC -TOCSY谱进行辅助,例如:H1与C1、C2、C3和C4相关,C5与H5、H6a和H6b相关,还可以
通过HMBC谱进行验证,如:H1与C3、C5,H2与C1,H4与C5和C6相关等[28,29]。
而甘露糖构型由于J1,2较小,所以常采用DQF-COSY谱和TOCSY谱结合来确定H的化学位移[30]。