功能性胖大海多糖的结构及溶液空间构象的研究

多糖具有重要的生理活性，是目前科学研究的热点，多糖的结构（尤其是高级结构）和溶液空间构象等方面相关的基础研究尚不充分，影响了多糖结构与功能之间构效关系的研究。目前胖大海多糖的研究也仅仅停留在提取纯化和部分一级结构解析方面，本项目在前期工作的基础上，将对活性胖大海多糖组分进一步研究，利用动物模型筛选分析多糖活性，建立其量效关系；研究胖大海活性多糖的一级结构，确定其单糖组成、糖苷键的连接方式等；通过多糖部分酸水解、酶解、脱乙酰以及还原等方法处理，确定胖大海多糖的功能基团；研究活性多糖的高级结构，分析推理获得多糖的分子内成键方式和分子构型，确定对称性、螺距等螺旋体参数；观察多糖分子的形貌、凝胶网络和糖的亚细胞结构；研究分子在溶液中的构型，测定分子的旋转半径和流体动力学半径等；探讨诠释活性多糖的结构和功能性质之间的关系。

目前国内外对胖大海研究较少，仅限于茶饮等清咽润喉保健品，开发利用程度较低，缺乏对其活性成分的系统研究。本课题对生物活性成分胖大海多糖进行提取分离纯化、结构表征和溶液空间构象研究。发现水溶多糖W-SP对小鼠耳廓肿胀抑制率高于碱提多糖，响应面分析优化W-SP提取参数。W-SP分离得中性多糖W-SPN和酸性多糖W-SPA，分别测其化学成分、单糖组成和相对分子质量，发现均是相对分子质量均一组分；测得W-SPA是果胶类多糖其酯化度为68%。功能实验显示W-SPN对小鼠耳廓肿胀抑制率远低于W-SPA。慢性抗炎实验发现W-SPA 能抑制肉芽肿28.38%，达到阿司匹林抑制率的82%，并对抗炎活性具有剂量依赖性。研究W-SPA结构，发现主要是由1,4-α-D-GalpA连接形成的半乳糖醛酸聚糖HG构成光滑区和由1,4-α-D-GalpA通过O-4位与1,2-α-L-Rhap的O-2交替连接形成的鼠李半乳糖醛酸聚糖-I RG-I构成毛发区组成。HG多糖链上有部分糖醛酸的羧基被甲酯化，部分C-2和C-3位被乙酰基取代；RG-I链上鼠李糖在O-4位取代。阿拉伯聚糖、半乳聚糖和阿拉伯半乳聚糖构成多糖支链。经研究W-SPA抗炎活性主要通过毛发区的中性糖支链表达，通过半乳糖醛酸聚糖主链调节；不同乙酰基和甲酯基取代度使糖链形成不同的空间构象，影响其抗炎活性。研究多糖分子在溶液中空间构象，多糖分子在水、尿素和NaNO3稀溶液中均有聚集，但在25mM NaOH溶液中能消除分子聚集。测得重均分子质量、旋转半径、第二维里系数、流体动力学半径，系数ρ=Rg/Rh为1.32表明多糖分子在稀NaOH溶液中是多分支紧凑的无规线团构型。测得W-SPA的M–H-S方程指数α为0.586，表明W-SPA为紧凑的无规线团的分子链，ρ和α所反映的分子构型基本一致。研究多糖高级结构，一定浓度多糖在溶液中交联形成凝胶网络状，浓度降低分子逐渐分散，但1.0μg/mL仍存在聚集体，其中螺旋链、超螺旋结构与无序的线圈形态共存。在低浓度NaOH溶液中有大量分子分散，测得糖链长1-4μm、高0.6-1.0nm、宽35-60nm。多糖存在紧密平整的片状和规整性不强的皱褶区，为微晶态，其晶体是一层层有方向重叠，而每一层由糖链平行排列而成。X-射线衍射分析进一步表明W-SPA是微晶态，初步推测W-SPA属六方晶系并确定了其晶胞参数。