百合多糖酶法修饰及其衍生物抗肿瘤活性研究

本项目以百合多糖为原料，利用非水介质中酶促酰化反应制备一系列百合多糖酯化衍生物。通过酶筛选、反应体系的选择及反应条件优化，建立可用于高效、高区域选择性地合成百合多糖脂肪酸酯的生物催化反应体系；通过对比研究百合多糖及其衍生物体内外的抗肿瘤活性，揭示修饰基团性质、取代位置及取代度对多糖活性的影响规律，初步探讨百合多糖及其衍生物抗肿瘤活性的机制。研究结果不但为活性百合多糖的进一步开发提供科学依据和实践基础，而且促进酶修饰技术在多糖类高分子改性中的应用，丰富天然高分子生物法修饰及其产物结构控制的基本理论；所开辟的生物催化制备百合多糖衍生物的新途径对众多类似活性多糖的修饰、改造具有借鉴作用，并有助于解决多糖化学中区域选择性基团保护和去保护这一富有挑战性的问题。

本研究按计划顺利进行，取得如下研究结果：. 以宜兴百合为原料，采用超声辅助热水法提取百合多糖（LP）。得到3种百合多糖，不含蛋白及核酸，具有较高纯度。我们对含量较高的LP-1组分进行了结构解析、酶法修饰及其衍生物抗肿瘤活性研究。在有机溶剂、离子液体及有机介质-离子液体混合溶剂中，来源不同的酶具有不同的酰化反应活力，其中固定化脂肪酶Novozym 435 和PSL-C均能在上述反应体系中有效地催化百合多糖酰化反应，并具有较高的酰化反应活性。用产物取代度（DS）评价酶促百合多糖反应活性。.Novozym 435催化的百合多糖修饰中，在所选用不同极性的有机溶剂中，叔丁醇为最适反应介质。Novozym 435催化百合多糖酰化反应速度、产物取代度及产率均受诸多因素的影响；以叔丁醇为反应介质，乙酸乙烯酯为酰基供体时，酶催化百合多糖酰化反应的最适初始水活度、反应温度和酶浓度分别为0.54、50 ℃和200 U/mL；在此条件下，最高产物DS及产率分别为0.37和94.1％。. 在有机溶剂及离子液体中，固定化脂肪酶PSL-C均能催化百合多糖酰化反应。与有机介质或离子液体相比，PSL-C在2-甲基四氢呋喃（MeTHF）-离子液体混合溶剂中表现出较高的酰化活力。其中以20％(v/v) MeTHF -C4MIm•BF4混合溶剂为最佳，在该反应介质中，最大DS及产率分别为0.61和92.2％。与有机溶剂相比，生物催化剂在离子液体中的稳定性显著提高。此外，适度的超声处理能加速PSL-C催化的百合多糖酶法修饰反应。.以不同链长的脂肪酸乙烯酯（乙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、辛酸乙烯酯、月桂酸乙烯酯和硬脂酸乙烯酯）为酰基供体时，随着酰基供体中的脂肪酸碳链长度增加，酶促反应速度及产物取代度逐渐降低。酶催化反应具有高度的区域选择性，酰化反应发生在C6-OH上。. 对百合多糖及其酰化衍生物的体内外抗肿瘤活性进行了探讨。研究表明，在体外，百合多糖及其酰化衍生物抗肿瘤活性较低。但在体内，百合多糖及其酰化衍生物抗肿瘤活性均明显增强，且酰化修饰后，产物活性增加。研究还发现, 酰化百合多糖衍生物的抗肿瘤活性还与取代度及酰基供体的脂肪酸链长度有关,适度酰化可显著提高衍生物的抗肿瘤活性。