多糖類化合物

多糖類化合物

多糖類化合物是靈芝所含化學成分之一,現已證明,靈芝多糖類具有抗腫瘤作用、免疫調節作用、降血糖作用、降血脂作用、抗氧化作用和抗衰老作用,故靈芝多糖類是靈芝的主要有效成分。臨床試驗也證實,靈芝多糖可作為腫瘤化學治療和放射治療的有效輔助治療藥。

分離純化鑑定,理化特性,化學結構,基本化學結構,就抗腫瘤活性,

分離純化鑑定

靈芝多糖類的分離
靈芝多糖類分離純化及結構確證的方法及步驟可概括如下:多採用熱水提取、分部沉澱的方式分離靈芝的多糖組分;進一步經各種層析如DEAE纖維素柱色譜、Sephadex G75柱色譜,凝膠過濾如Sepharose CL—4B凝膠過濾,高壓電泳和聚丙醯胺凝膠電泳等處理可獲純化的多糖;後者經酸水解、紙色譜、氣相色譜分析可確定其單糖組分,經酶水解可檢測殊碳糖(anomeric)結構;經甲基化技術及Smith降解氣相色譜、氣質聯用、紫外及紅外光譜分析核磁共振等可確定多糖的連線方式和基本化學結構。
平均分子量
多糖的分子量可通過凝膠柱色譜如SephadeaxG—100柱色譜、超離心測沉降係數等方法測定,一般在測得分子量範圍後,求出平均分子量

理化特性

生物活性有差異
由於靈芝的種類、產地、分離提取方法各異,所獲靈芝多糖的理化特性、分子量、單糖組分和連線方式不同,生物活性亦有差異。如Hiroshi等(1985)報導,赤芝子實體熱水提取物經濃縮、透析及系列色譜後獲得兩種多糖ganoderan A和B。ganoderan A的分子量9 300,旋光度[α]D+58.8°,ganoderan B分子量3 600,旋光度[α]+33.3°,二者對小鼠均具降血糖作用。
兩個降血糖有效成分
隨後,他們又從赤芝子實體中分離出兩個降血糖有效成分ganoderan B和C,均為糖肽,分子量分別為7 400和5 800。物理化學和化學研究證明,ganoderan B含吡喃葡萄糖醯基β-1→3主鏈和β-1→6側鏈,ganoderan C則含D-吡喃葡萄糖醯基β-1→3和β-1→6連線和D-吡喃半乳糖醯基α-1→6連線。Mizuno等(1986)報告,赤芝子實體經85%乙醇(80℃),熱水(100℃),3%草酸銨(100℃)和5%氫氧化鈉(30℃)提取後,殘渣再用5%氫氧化鈉(含0.1%硼氫化鈉,80℃),20%氫氧化鈉(含0.1%硼氫化鈉,30℃)和5%氯化鋰(溶於二甲醋酸銨中,70℃)提取,獲多糖組分A、B、C。
A和B經乙醇分離
醋酸沉澱,Sepharose CL-4B凝膠過濾,得4個β-葡聚糖,其中I和II來自A,III和IV來自B。從C分離出脫乙醯殼多糖(chitosan)(V)。I—V經80%甲酸(85℃)處理可獲相應的甲醯化多糖和低分子量多糖。I—IV主要由葡萄糖和少量的糖醛酸、木糖、甘露糖組成,並具β-(1→3)-D-葡聚糖主鏈和β-(1→6)葡萄糖基側鏈,其分子量分別為330 000、60 000、160 000和110 000。不同之處是IV不含木糖,但含1.2%蛋白質。V經酸水解後,主要含葡萄糖胺,並含少量葡萄糖,經紅外光譜X射線分析證明為脫乙醯殼多糖。給小鼠腹腔注射II、III以及III的甲酸酯和I~IV的低分子量多糖均具有宿主中介性的抗腫瘤活性,半數抑瘤量(ID50)分別為42.5mg/kg、34.1mg/kg、70.2mg/kg、22.4mg/kg、17.0mg/kg、32.1mg/kg和25.8mg/kg。Mizuno等(1985)報告,赤芝子實體經水提取後,其殘渣經3%草酸銨溶液(100℃)和5%氫氧化鈉溶液(30℃)提取後,得2個水不溶多糖A和B。A經真空濃縮、透析、凍乾,Shepharose CL-48凝膠過濾,獲主要組分C。B用醋酸中和至pH5~6,得酸性異多糖D,加乙醇沉澱得糖蛋白E和另一種異多糖。C由酸性β-D-葡聚糖構成,含葡萄糖77%、葡萄糖醛酸10.3%以及少量的果糖木糖甘露糖半乳糖,分子量10 000~30 000。D的分離程式同A,它含兩個主要成分G和H,G和H均為酸性異多糖,分別含葡萄糖92%和95%,葡糖醛酸9.7%和13.0%以及少量果糖、木糖、甘露糖、乳糖,分子量70 000~100 000。給小鼠腹腔注射A—H對S180均具有抗腫瘤活性,50%抑瘤量為(6.3~26.3)mg/kg,但口服無效。
赤芝子實體經熱水提取
1989~1994李榮芷、何雲慶等先後報告,赤芝子實體經熱水提取,乙醇分部沉澱、透析、除蛋白等步驟得靈芝多糖BN3A、BN3B、BN3C和GL-A、GL-B、GL-C。進一步經DEAE纖維素柱色譜分離,酶解,酸水解,過碘酸氧化,甲酸生成,Smith降解氣相色譜、高壓液相色譜分析和光譜分析等從BN3B、BN3C、GL-A、GL-B和GL-C中共分離鑑定了18個靈芝多糖均一體,其中5個肽多糖、4個葡聚糖,其餘為雜多糖,其化學結構及分子量見表6-4。

化學結構

均一體
化學結構
分子量
BN3B
BN3B1
β(1→6)β(1→3)
3.50×104
BN3B2
β(1→6)β(1→3)
4.00×104
BN3C
BN3C1
β(1→6)β(1→3)
葡聚糖
1.62×104
BN3C2
β(1→6)β(1→3)
2.45×104
GLA
GLA2
肽多糖
0.93×104
GLA4
均以β(1→3)為主
1.33×104
GLA6
含少量β(1→6)及β(1→4)
肽多糖
1.28×104
GLA7
半乳糖葡萄糖為主
雜多糖
1.20×104
GLA8
1.48×104
GLB
GLB2
β(1→4)為主,尚有β(1→6)
0.71×104
GLB3
β(1→4)為主,極少β(1→6)
甘露葡聚糖
0.77×104
GLB4
β(1→4)
0.90×104
GLB6
β(1→4)含乙醯基
雜多糖
0.88×104
GLB7
β(1→4)為主,尚有β(1→6)
雜多糖
0.90×104
GLB9
β(1→4)為主
半乳葡聚糖
0.93×104
GLB10
β(1→4)β(1→6)含乙醯基
0.68×104
GLC
GLC1
β(1→4)少量β(1→6)
0.57×104
GLC2
β(1→4)少量β(1→6)含乙醯基
0.60×104

基本化學結構

Mizuno等(1982)經熱水提取,乙醇分部沉澱,並經離子交換色譜,pH依賴的Cetavlon處理、凝膠過濾以及Con A-Sepharose GL-4B親和色譜等純化,從人工培養的平蓋靈芝菌絲體中得到一個多糖組分。進一步通過甲基化核磁共振、過碘酸氧化、Smith降解和β-D-葡聚糖酶(β-D-glucanase)分解等技術研究多糖的化學結構。α-葡聚糖組分具有α(1→4)葡萄糖苷主鏈,主鏈上每9~12個殘基連線α(1→6)支鏈,該組分僅有微弱抗腫瘤活性。β-葡聚糖組分具有β(1→3)葡萄糖苷主鏈,主鏈上每12個殘基通過β(1→6)連線一個單糖苷支鏈。其中之一顯示顯著的抗小鼠S180活性,50%抑瘤劑量為0.74mg/kg。
Mizuno和Miyasaki等分別從赤芝、平蓋靈芝和紫芝加哥提取出具有抗腫瘤活性的多糖。並確證其基本化學結構。

就抗腫瘤活性

靈芝多糖並無種間差異,它們和從其他真菌中所獲多糖一樣,具有以下三個特性:
1.初級結構的分子量在3×10^5以上。
2.多聚物的連線方式均有β-1-3-D-殘基的主鏈和β-1-6-D-葡萄糖側鏈殘基。但從不同真菌提取的多糖的β-1-6-D-葡萄糖的分支程度不等,靈芝多糖的主鏈殘基與側鏈殘基的比例為5∶2,即每個主鏈殘基環繞2個β-1-6-D-葡萄糖殘基。無1-6β側鏈的1-3-β葡聚糖未見抗腫瘤活性。
3.多糖的三維螺旋結構參與其抗腫瘤活性,此結構遭破壞則影響其活性。

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