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近年来,随着人们对多糖生物学功能的深入认识,各种天然产物提取的生物活性多糖的研究再次成为人们关注的焦点。巴戟天(Morinda officinalis How)为我国传统名贵南药,具有抗抑郁、抗衰老、抗肿瘤以及增强免疫力等多种生物活性,其化学成分和药理活性的研究已开始引人瞩目,多糖是其主要药理活性成分之一,但相应的研究却还没有展开。本研究以广东产的巴戟天为原料,探讨了巴戟天粗多糖的提取工艺条件,运用离子交换和亲和柱层析技术对巴戟天多糖进行分级纯化,探讨层析条件对分离效果的影响,并对吸附等温线和吸附动力学进行研究,在对离子交换和亲和柱层析得到的两个组分MOPI-3a和MOPA-2a一级结构表征的基础上,对它们的免疫调节活性进行探讨。主要研究内容和结果如下:
1.巴戟天粗多糖提取和脱色脱蛋白处理条件的确定
通过水提醇沉的方法获得了巴戟天粗多糖,考察了提取温度、时间和液固比对粗多糖提取率的影响后,确定的提取工艺条件是:温度为60℃,液固比20∶1,提取时间为2h。为减小柱层析填料的负载,对巴戟天粗多糖进行了脱色和脱蛋白处理,综合考虑了脱色率和多糖损失率后得到的脱色条件为:活性炭用量1%(w/v),脱色温度40℃,脱色时间为30min,pH值6.0;脱蛋白实验表明,采用酶解和三氯醋酸方法协同作用可以简单高效地去除蛋白质,而又不会造成多糖过多损失。
2.巴戟天多糖的离子交换和亲和层析的分离纯化 通过静态吸附实验考察了巴戟天多糖在离子交换层析填料DEAE-SepharoseCL-6B和亲和层析填料ConA Sepharose 4B上的吸附过程,研究了缓冲液pH值和离子强度对吸附的影响,并结合动态吸附实验结果确定了合适的柱层析条件。巴戟天粗多糖在DEAE-Sepharose CL-6B上的吸附率随着缓冲液pH的上升而上升,低离子强度的缓冲液有利于粗多糖的吸附,实验确定巴戟天粗多糖的离子交换柱层析条件为:pH值8.5,不含NaCl的Tris-HCl缓冲液,流速1.5mL/min。通过离子交换柱层析后巴戟天粗多糖被分为三个组分:MOPI-1、MOPI-2和MOPI-3,得率分别为33.76%、3.16%和1.27%;对亲和层析,缓冲液的pH值和NaCl浓度对MOPI-1在ConA Sepharose 4B上的吸附率均有较大的影响,通过试验确定的吸附条件为:pH7.5,NaCl浓度0.15mol/L;脱附条件为:pH6.5,α-D-甲基葡萄糖苷浓度为0.02-mol/L。通过亲和柱层析后巴戟天粗多糖被分为两个组分:MOPA-1和MOPA-2,得率分别为43.4%和16.8%。将MOPI-3和MOPA-2进行凝胶过滤层析,分别得到了均一组分MOPI-3a和MOPA-2a。
3.巴戟天多糖的一级结构表征
通过紫外光谱、红外光谱、核磁共振波谱、气相色谱-质谱、高碘酸氧化、Smith降解和甲基化等物理化学方法对MOPI-3a和MOPA-2a组分的一级结构进行表征,结果表明,MOPI-3a分子量为35309,经高效凝胶渗透色谱鉴定为纯度较高的多糖组分,它是一种由阿拉伯糖、半乳糖和葡萄糖组成的杂多糖,以α-1,3-吡喃葡萄糖和α-1,4-吡喃半乳糖为主链,平均每5个葡萄糖连接一个半乳糖,每个重复单元具有一个支链,支链结构是由三个呋喃阿拉伯糖以α-1,3-键型组成,连接在主链葡萄糖的6位碳上,MOPI-3a含有乙酰基,连接在主链半乳糖的2位碳原子上。亲和柱层析得到的MOPA-2a也是纯度很高的多糖组分,分子量为l6329,它由β-D-1,3-吡喃葡萄糖为主链组成,平均每隔一个葡萄糖分子便具有一个支链,共有两种不同结构的支链,一种支链仅有一个端基连接的葡萄糖,另外一种是由一个端基葡萄糖和一个1,4-连接的葡萄糖组成,两种支链均连接在主链葡萄糖的C-6上。
4.巴戟天多糖免疫活性的研究
通过免疫器官指数、巨噬细胞吞噬率及外周血淋巴细胞转化率三项指标,考察了巴戟天粗多糖MOP以及离子交换层析得到的MOPI-3a、亲和层析得到的MOPA-2a的免疫调节活性,结果表明,三种多糖对环磷酰胺诱导的免疫功能低下小鼠均具有明显的免疫促进作用。在相同剂量下,三种多糖的免疫增强活性强弱顺序为:MOPA-2a>MOPI-3a>MOP,说明柱层析分离纯化得到了比粗多糖免疫活性强的纯多糖组分。巴戟天多糖体外对人肝癌细胞HEPG以及肺腺癌细胞SPC-A1的增殖无抑制作用,表明三种多糖不具备体外抗肿瘤功能,其对体内抗肿瘤活性的影响尚待进一步研究。