论文部分内容阅读
枸杞(Lycium barbarum)是我国传统药食两用植物,枸杞多糖(LBP)被认为是枸杞果实中最主要的活性成分之一,具有许多生物学功效。目前所用的提取方法以热水提取以及基于水提取的新型辅助提取方法为主。大量的文献报道,不同的提取方法将会释放细胞壁中不同的部分,使得多糖化学结构有所差异,从而引发功能的不同。但对于枸杞多糖还没有相对完整的研究,提取方法与理化性质之间的关系尚不清楚。因此,本研究以枸杞为原料,采用水提取、酸提取、碱提取及连续提取等9种不同的方法对枸杞多糖进行提取,对不同提取方式对枸杞多糖的化学结构和生物活性的影响进行研究。建立提取方法与理化性质及生物活性之间的关系。主要研究内容及结果如下:
(1)水溶性枸杞多糖的制备及其理化性质
以枸杞为原料,分别制备热水提枸杞多糖(WH)、低温酸提枸杞多糖(AL)、高温酸提枸杞多糖(AH)、低温碱提枸杞多糖(ALL)、高温碱提枸杞多糖(ALH)。同时,为了探究单次提取的局限性,设计连续提取法分别制备高温水-高温碱连续提取枸杞多糖(WHALH)、高温水-低温碱连续提取枸杞多糖(WHALL)、高温酸-高温碱连续提取枸杞多糖(AHALH)及低温酸-低温碱连续提取枸杞多糖(ALALL)。将提取得到的9种枸杞多糖进行单糖分析、GPC-MALLS分析。考虑到连续提取的得率相对较低,故只将单次提取的5种枸杞多糖进行红外光谱、原子力显微和1H-NMR分析。单次提取与连续提取的结果表明,不同提取方法导致枸杞多糖的理化性质差异显著。热水提取的枸杞多糖为一酸性杂多糖,低温碱提取枸杞多糖以RG-Ⅰ结构为主的杂多糖,而酸提取枸杞多糖则含有比热水和碱提取多糖更多的HG结构果胶,且酸提取能够显著移除以Ara为主的中性糖侧链。而无论在哪一pH条件下,高温提取均比低温提取释放更多的中性糖侧链。
(2)提取方式对枸杞多糖抗癌活性的影响
表面等离子共振(SPR)实验结果表明,ALL、AL、WH和AH具有与癌症治疗的分子靶点galectin-3(Gal-3)结合的活性,且活性大小为ALL>AL>WH>AH。将SPR筛选出的ALL进行抗A549肺癌细胞转移实验及抗增殖实验,以目前研究中所用最多的WH为对照,实验结果表明ALL具有更高的抗转移活性及抗增殖活性,且呈剂量依赖。因此,具有较多RG-Ⅰ结构果胶的ALL可能通过与Gal-3结合,进而抑制癌细胞转移,具有潜在的抗癌功效。
(3)分离纯化低温碱提枸杞多糖及其组分的理化性质及活性研究
使用Q-Sepharose fast flow(QFF)填料进行ALL的分离纯化,得到2个组分(ALL-1和ALL-2)。ALL-1为中性糖组分,ALL-2为酸性糖组分。ALL-1糖组成以Ara和Gal为主,而ALL-2含有22.6%的GalA,(Ara+Gal)/Rha的值为8.25,HG结构果胶占比15%左右。ALL-2平均分子量(316kDa)显著大于ALL-1(183.9kDa)。两个组分均无酯化度。SPR实验结果显示,只有ALL-2具有与Gal-3结合的活性(KD=9.67μM)。
本研究设计了复合提取体系,探究不同的提取方式对多糖理化性质及抗癌活性的影响,找出提取方式与多糖种类的对应关系,以期推进多糖的定向提取研究。
(1)水溶性枸杞多糖的制备及其理化性质
以枸杞为原料,分别制备热水提枸杞多糖(WH)、低温酸提枸杞多糖(AL)、高温酸提枸杞多糖(AH)、低温碱提枸杞多糖(ALL)、高温碱提枸杞多糖(ALH)。同时,为了探究单次提取的局限性,设计连续提取法分别制备高温水-高温碱连续提取枸杞多糖(WHALH)、高温水-低温碱连续提取枸杞多糖(WHALL)、高温酸-高温碱连续提取枸杞多糖(AHALH)及低温酸-低温碱连续提取枸杞多糖(ALALL)。将提取得到的9种枸杞多糖进行单糖分析、GPC-MALLS分析。考虑到连续提取的得率相对较低,故只将单次提取的5种枸杞多糖进行红外光谱、原子力显微和1H-NMR分析。单次提取与连续提取的结果表明,不同提取方法导致枸杞多糖的理化性质差异显著。热水提取的枸杞多糖为一酸性杂多糖,低温碱提取枸杞多糖以RG-Ⅰ结构为主的杂多糖,而酸提取枸杞多糖则含有比热水和碱提取多糖更多的HG结构果胶,且酸提取能够显著移除以Ara为主的中性糖侧链。而无论在哪一pH条件下,高温提取均比低温提取释放更多的中性糖侧链。
(2)提取方式对枸杞多糖抗癌活性的影响
表面等离子共振(SPR)实验结果表明,ALL、AL、WH和AH具有与癌症治疗的分子靶点galectin-3(Gal-3)结合的活性,且活性大小为ALL>AL>WH>AH。将SPR筛选出的ALL进行抗A549肺癌细胞转移实验及抗增殖实验,以目前研究中所用最多的WH为对照,实验结果表明ALL具有更高的抗转移活性及抗增殖活性,且呈剂量依赖。因此,具有较多RG-Ⅰ结构果胶的ALL可能通过与Gal-3结合,进而抑制癌细胞转移,具有潜在的抗癌功效。
(3)分离纯化低温碱提枸杞多糖及其组分的理化性质及活性研究
使用Q-Sepharose fast flow(QFF)填料进行ALL的分离纯化,得到2个组分(ALL-1和ALL-2)。ALL-1为中性糖组分,ALL-2为酸性糖组分。ALL-1糖组成以Ara和Gal为主,而ALL-2含有22.6%的GalA,(Ara+Gal)/Rha的值为8.25,HG结构果胶占比15%左右。ALL-2平均分子量(316kDa)显著大于ALL-1(183.9kDa)。两个组分均无酯化度。SPR实验结果显示,只有ALL-2具有与Gal-3结合的活性(KD=9.67μM)。
本研究设计了复合提取体系,探究不同的提取方式对多糖理化性质及抗癌活性的影响,找出提取方式与多糖种类的对应关系,以期推进多糖的定向提取研究。