坛紫菜多糖的降解及其产物的活性研究和结构解析

发布时间：2020-05-31 16:39

【摘要】：坛紫菜作为一种常见的大型海藻,占我国养殖紫菜总量的80%以上,在《本草纲目》等中药典籍中均有记载,其中含有维生素、蛋白质、多糖等丰富的营养物质。坛紫菜多糖是坛紫菜中的主要活性成分之一,属硫酸化多糖,具有抗氧化和免疫调节等多种生物活性,这些活性往往与理化性质、分子量大小、结构等有着密切关系。本文以坛紫菜(P.haitanensis)为试验材料,采用传统的水提醇沉法,经过除蛋白、透析、冷冻干燥后得到坛紫菜粗多糖(PHP),得率为7.1%。用H_2O_2-Vc体系对粗多糖进行降解,当降解条件为:H_2O_2(5 mmol/L)+Vc(0.5 mmol/L)、H_2O_2(4 mmol/L)+Vc(1 mmol/L)、H_2O_2(4 mmol/L)+Vc(1.5 mmol/L)、H_2O_2(20 mmol/L)+Vc(20 mmol/L),将PHP水溶液按上述条件分别在30℃反应2 h时,得到的降解组分的分子量分别为329 kDa、203kDa、128 kDa和10 kDa,依次命名为PHPD-I、PHPD-II、PHPD-III和PHPD-IV。红外光谱分析表明这种降解方法没有破坏坛紫菜多糖的主要结构。理化性质测定结果表明,PHP、PHPD-I、PHPD-II、PHPD-III和PHPD-IV主要由半乳糖组成,且糖含量分别为59.11%、54.63%、60.65%、56.07%、58.76%,蛋白含量分别为9.1%、7.08%、8.18%、5.62%、5.07%,硫酸基含量依次为4.9%、6.2%、4.5%、6.7%、5.7%,3,6-内醚-半乳糖含量分别为11.13%、7.17%、14.34%、10.26%、9.32%,半乳糖含量分别为46.89%、46.2%、45.01%、44.51%、50.7%。体外抗氧化活性和细胞免疫活性测定结果表明,PHP及其降解组分都具有一定的抗氧化活性和细胞免疫活性,且呈浓度依赖性。此外,四个降解组分的活性高于PHP,其中分子量最小的组分PHPD-IV的活性最强。将活性最佳的组分PHPD-IV经DEAE-52纤维素柱纯化后得到五个组分,分别为PHPD-IV-1、PHPD-IV-2、PHPD-IV-3、PHPD-IV-4和PHPD-IV-5,得率分别为3.3%、36.6%、20.2%、6.6%和6.9%。细胞免疫活性测定结果显示,PHPD-IV-4的活性最佳,在对五个组分的理化性质测定结果显示PHPD-IV-4的硫酸基含量最高。接着以PHPD-IV-4为试验材料,对MAPKs信号通路进行研究,发现MAPKs信号通路通过上调ERK、JNK、p38的表达量来参与坛紫菜多糖的免疫调节过程。将PHPD-IV-4经Sephadex-G50纯化后,利用GC、GC-MS进行单糖组成分析。结果显示,PHPD-IV-4是由半乳糖、6-O-Me-半乳糖组成的。利用红外光谱法和核磁共振光谱法对PHPD-IV-4的结构进行解析,发现其中含有3,6-内醚半乳糖,且具有α和β两种构型的糖苷键,结构中有→3)β-D-半乳糖(1→4)3,6-内醚-α-L-半乳糖(1→和→3)β-D-半乳糖(1→4)α-L-半乳糖-6-S(1→这两种二糖构成的重复结构单元,其中部分半乳糖的C-6位和3,6-内醚-半乳糖的C-2位被甲氧基取代。
【图文】：

图 2.1 坛紫菜粗多糖的提取流程图Fig. 2.1 Flow chart of extraction of crude Porphyra haitanensis polysacchari坛紫菜粗多糖降解条件的筛选采用 H2O2-Vc 结合的方法降解坛紫菜粗多糖，此方法模拟了植物体内首先对 H2O2和 Vc 的浓度及反应时间进行了考查，如表 3 所示。不c 直接加入 0.5%的 PHP 水溶液中，在恒温水浴锅中于 30°C 分别搅拌津 LC-2010（配有 RID-20 示差检测器）上用 HPGPC 法测定所有降色谱柱为 TSK-GEL G4000PWXL和 TSK-GEL G3000PWXL（7.8 mm测器温度都为 25°C，以 0.02 mol/L 的磷酸盐缓冲液（pH 6.0)为流动/min，进样量为 20 μL。曲线：将葡聚糖标准品（5、12、25、50、80、150、270 kDa）溶在/mL 的溶液，按照分子量大小依次进样。以保留时间为横坐标，以坐标，绘制标准曲线。

图 2.2 坛紫菜粗多糖及其降解组分的 HPGPC 图A.TSK-gel G4000PWXL 的分子量标准曲线; B.PHPD-I、PHPD-II、PHPD-III 的 HPGPC图;C.TSK-gel G3000PWXL 的分子量标准曲线;D.PHPD-IV 的 HPGPC 图Fig. 2.2 High performance gel permeation chromatography (HPGPC) profile of degraded fractions.A. Standard curve of average molecular weight determination of TSK-GEL G4000PWXL. B.HPGPC profile of PHPD-I, PHPD-II, and PHPD-III. C. Standard curve of average molecular weightdetermination of TSK-GEL G3000PWXL. D. HPGPC profile of PHPD-IV.将 4 份 100 mg 的坛紫菜粗多糖分别按照 H2O2（5 mmol/L）+Vc（0.5 mmol/L）、H2O2（4 mmol/L）+Vc（1 mmol/L）、H2O2（4 mmol/L）+Vc（1.5 mmol/L）和 H2O2（20 mmol/L）+Vc（20 mmol/L）的降解条件反应 2 h，进行大量制备，，降解完成后抽干，然后溶于双蒸水中，再用截留量为 3500 Da 的透析袋对双蒸水透析 3 天，随后冷冻干燥，即得 4 个不同分子量段的样品，得率分别为 68%（PHPD-I）、72%（PHPD-II）、69%（PHPD-III）、70%（PHPD-IV）。2.2.3 坛紫菜粗多糖及其降解组分的红外光谱测定
【学位授予单位】：西北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R284;R285

【参考文献】

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本文编号：2690156