第六章 糖类药物 (1)

减减浓浓浓浓 乙脱减减 结结结粗粗
3、动、植物来源的多糖分离纯化的一般方法
原原 透透 粗粗
提提 沉沉 纯纯
除除除
(1)多糖提取 (1)多糖提取
预处理： 预处理：脱脂 提取方法： 提取方法：根据溶解性不同而不同 一般多糖的提取：碱法、 一般多糖的提取：碱法、热水法 粘多糖的提取： 粘多糖的提取： ①直接提取法 ②碱解法：破坏糖肽键（注意：C-3,C-6上的硫酸根与邻OH 碱解法：破坏糖肽键（注意： 3,C- 上的硫酸根与邻OH 基处于反式结构， 基处于反式结构，易脱硫不易使用此法 酶解法：蛋白酶（注意：只能降解肽键， ③酶解法：蛋白酶（注意：只能降解肽键，而不能切断糖 肽键及其附近的肽键，常与碱解法合用，加抑菌剂） 肽键及其附近的肽键，常与碱解法合用，加抑菌剂）
中药
多糖蛋白片
化学药
云芝多糖胶囊 黄芪多糖
化学药 中药
茯苓多糖口服 液
中药
糖类药物生理活性的影响因素:
1 、多糖的生物活性与分子量、溶解度、黏度 分支度、链构象及结晶度有关。
2、多糖的构效关系
(1)多糖的高级结构与生物活性的关系 (1)多糖的高级结构与生物活性的关系 (2)多糖的分支度及其侧链与生物活性的关系 (2)多糖的分支度及其侧链与生物活性的关系 (3)多糖的分子量与活性的关系 (3)多糖的分子量与活性的关系 右旋糖苷： 红细胞聚集。 右旋糖苷：Mw10 万～20 万。红细胞聚集。 万红细胞解聚，治疗ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ栓。 Mw2 万～4 万红细胞解聚，治疗血栓。 (4)多糖中的取代基与生物活性的关系 (4)多糖中的取代基与生物活性的关系 乙酰基： 乙酰基：改变多糖的定向性和横次性 硫酸基： 硫酸基：抗凝血 抗病毒（包括抗艾滋病病毒） 抗病毒（包括抗艾滋病病毒） 多糖本身结构(均一多糖) ①多糖本身结构(均一多糖) ②分子量 ③硫酸基团的含量
紫芝多糖片
江西大茅制药有 中药 限责任公司
猪苓多糖注射 液
中国中医科学院 中药 实验药厂
人参多糖注射 液 注射用灵杆菌 多糖
沈阳双鼎制药 有限公司 保定三九济世 生物药业有限 公司 福州海王金象 中药制药有限 公司 上海复星朝晖 药业有限公司 天津华隆医药 保健品有限公 司 湖南兰靖茯苓 高科技开发有 限公司
②分级沉淀
机制： 机制：利用不同多糖在不同浓度的有机溶剂 溶解度不同达到分离目的 如肝素纯化：42%的乙醇沉淀得到的肝 如肝素纯化：42%的乙醇沉淀得到的肝 素平均分子量是17000 80%的乙醇沉淀得到 17000； 素平均分子量是17000；80%的乙醇沉淀得到 的肝素平均分子量是11000 的肝素平均分子量是11000
2、生产工艺 、 甘露醇在海藻、海带中含量较高。 甘露醇在海藻、海带中含量较高。 海藻 中含量较高 以葡萄糖为原料，经电解、脱盐， 以葡萄糖为原料，经电解、脱盐，精制即可制得 也可以用发酵法生产。 也可以用发酵法生产。 发酵法生产 （1）提取工艺路线 ）
（ 2 ）发酵法生产工艺路线
工艺过程： 工艺过程： 目的、 菌种选育 、种子培养 、发酵 混合柱脱盐 目的、 种子培养 发酵 混合柱脱盐。(目的 思路、方法) 思路、方法
（3）抗辐射作用 ） 作用机制：增强骨髓细胞的增殖活性，减 轻辐射遗传损伤，降低由于辐射引起的突变 频率。 如茶叶多糖及螺旋藻多糖都可以增强小 鼠抗辐射能力，使其在受致死剂量钴60γ射线 照射后存活率提高30%。
国内已经上市的多糖药物
产品名称 香菇多糖 生产单位 产品类别 适应症 恶性肿瘤的辅助治疗 金陵药业股份有 中药 限公司福州梅峰 制药厂 北京协和药厂 化学药品
透明质酸为白色、无定形固体，无臭无味， 透明质酸为白色、无定形固体，无臭无味，有吸 湿性，溶于水，不溶于有机溶剂，有旋光， 湿性，溶于水，不溶于有机溶剂，有旋光，具有较 高的粘度特性。 高的粘度特性。下述因素会影响透明质酸溶液的粘 值低于或高于pH7.0，或有透明质酸酶存在 透明质酸酶存在 度，如pH值低于或高于 值低于或高于 ，或有透明质酸酶 时会引起分子中糖苷键的水解。许多还原性物质 糖苷键的水解 还原性物质如 时会引起分子中糖苷键的水解。许多还原性物质如 半胱氨酸、焦性没食子酸、抗坏血酸， 半胱氨酸、焦性没食子酸、抗坏血酸，重金属离子 和紫外线、电离辐射等也能引起分子间的解聚 解聚而造 和紫外线、电离辐射等也能引起分子间的解聚而造 成粘度下降。 成粘度下降。 2、生产工艺 、 公鸡冠、 制备透明质酸的常用原料有公鸡冠 眼球玻璃体、 制备透明质酸的常用原料有公鸡冠、眼球玻璃体、 人脐带、猪皮、兔皮等。 人脐带、猪皮、兔皮等。
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多糖在细胞内的存在方式： 多糖在细胞内的存在方式：
两种存在方式：游离型、结合型。 两种存在方式：游离型、结合型。 游离型：以游离状态参与生命过程。 （1）游离型：以游离状态参与生命过程。 结合型:糖蛋白（如人参多糖、黄芪多糖等） （2）结合型:糖蛋白（如人参多糖、黄芪多糖等） 脂多糖（如胎盘脂多糖、细菌脂多糖等） 脂多糖（如胎盘脂多糖、细菌脂多糖等）
另外需要注意的是洗脱剂可以为碱溶液， 另外需要注意的是洗脱剂可以为碱溶液，硼 砂溶液， 砂溶液，在分离酸性多糖和中性多糖适宜适 当选择. 当选择. 在分离时还应注意溶液中性质相近物质的分 LPS的纯化中需注意其溶液中含有与其 离，如LPS的纯化中需注意其溶液中含有与其 类似解离性质的物质通过若离子和强离子交 换类型的选择以获得较好分辨率. 换类型的选择以获得较好分辨率.
（二）透明质酸(HA) 透明质酸 1、结构与性质 、 透明质酸是由（ 乙酰氨基-2-脱氧 透明质酸是由 （ 1→3）-2-乙酰氨基 脱氧 ） 乙酰氨基 脱氧-βD-葡萄糖 （1→4）-O-β-D-葡萄糖醛酸的双糖重复 葡萄糖-（ 葡萄糖 ） 葡萄糖醛酸的双糖重复 单位所组成的酸性多糖，分子量50～ 单位所组成的酸性多糖，分子量 ～200万。 万
③季铵盐络合法
粘多糖与CTAB等形成季铵盐络合物。 粘多糖与CTAB等形成季铵盐络合物。在离 CTAB等形成季铵盐络合物 子强度大时，络合物可以解离、 子强度大时，络合物可以解离、溶解和释 放 不同的粘多糖聚阴离子电荷密度不同， 不同的粘多糖聚阴离子电荷密度不同，使 其络合物溶解时所需要的盐的浓度也不同， 其络合物溶解时所需要的盐的浓度也不同， 故可以分级分离
第六章
糖类药物
(Carbohydrate Drugs)
本章基本内容
一、糖类的基本知识 二、糖类药物的分离纯化技术
三、研究概况
概念及分类
定义：糖类是一类多羟基醛、酮及其 衍生物的总称。 分类：按照糖类物质含糖单位数目分： （1）单糖：不能被水解成更小分子的糖 （2）寡糖：由单糖缩合而成的短链结构（一般 为2~9个单糖分子） （3）多糖：由10个以上单糖链接而成的糖（一 一 般的糖类药物指的就是多糖） 般的糖类药物指的就是多糖
中药
增强机体免疫功能， 增强机体免疫功能，可 克服肿瘤化疗和放射治 疗引起的副作用。 疗引起的副作用。 用于各种原因引起的白 细胞减少症， 细胞减少症，乙型肝炎 及急慢性盆腔炎等疾病 的辅助治疗 用于白细胞减少症, 用于白细胞减少症,传染 性肝炎, 性肝炎,神经衰弱等症的 辅助治疗 肿瘤辅助治疗 广泛应用于各种病毒， 广泛应用于各种病毒， 细菌性疾病的防治 用于肿瘤患者放化疗脾 胃气虚证者
3、重要多糖的重复单位
甲壳素
硫酸皮肤素
软骨素
硫酸乙酰肝素
4-硫酸软骨素
透明质酸
6-硫酸软骨素
硫酸角质素
※
二、糖类药物分离纯化技术
单糖及其衍生物的一般提取方法
植植植原 磨磨 乙乙乙乙乙乙乙乙 乙浸浸浸
用50％乙乙乙乙（提提） 减减减减
用用用用用用用用除除用用用用用 甲乙乙乙乙乙乙 用用用用透乙用用纯纯
⑤排阻色谱法（SCE) 排阻色谱法（
机制：利用分子量大小不同达到分离目的， 机制：利用分子量大小不同达到分离目的， 流动相与固定相无额外相互作用. 流动相与固定相无额外相互作用. 此法常用于验证或获得单一多糖组分 另外由于葡聚糖凝胶等的表面具有多糖， 另外由于葡聚糖凝胶等的表面具有多糖， 依此可利用亲和吸附原理做亲和吸附剂， 依此可利用亲和吸附原理做亲和吸附剂， 但此用法不适合粘多糖的分离. 但此用法不适合粘多糖的分离.
多糖类药物的药理活性： 多糖类药物的药理活性： 调节 免疫 功能 抗 病毒 抗 辐射 损伤 抗 衰老 调节 血糖 血脂 抗 溃疡
抗 肿瘤
抗 氧化
抗 突变
抗 凝血
（1）调节免疫功能 作用机制：激活免疫细胞， 提高机体特异性 和非特异免疫功能。主要是诱导细胞因子激活 免疫细胞及补体系统。 如香菇多糖可增强特异性免疫作用，是理想 的免疫促进剂。
⑥膜分离技术 超滤和纳滤多用于多糖的纯化过程. 超滤和纳滤多用于多糖的纯化过程. 利用膜分离技术的分离、浓缩作用， 利用膜分离技术的分离、浓缩作用，操作 简单，能耗少，工序简捷，提取率高， 简单，能耗少，工序简捷，提取率高，产 品含量高。 品含量高。
三、重要糖类药物生产工艺
甘露醇（ （一） D-甘露醇（D-Mannitol） ） 1、结构与性质 、 甘露醇又名己六醇 甘露醇为白色针状结晶， 无臭，略有甜味， 甘露醇为 白色针状结晶，无臭 ， 略有甜味 ， 不潮 白色针状结晶 易溶于水，溶于热乙醇，微溶于低级醇类、 解。易溶于水，溶于热乙醇，微溶于低级醇类、低级 胺类、吡啶，不溶于有机溶剂。 胺类、吡啶，不溶于有机溶剂。
（2）纯化
①乙醇沉淀法
有机溶剂沉淀法，机制？） （有机溶剂沉淀法，机制？） 多糖液浓度1～2% 多糖液浓度1 加一定量盐有助于沉淀（5%的盐， 加一定量盐有助于沉淀（5%的盐，其中以醋酸盐 的盐 较优， 不易共沉） 较优， 不易共沉）但是需要注意脱盐 乙醇用量不超过2倍体积， 乙醇用量不超过2倍体积，以免其它物质沉淀
④离子交换层析
粘多糖以聚阴离子形式存在， 粘多糖以聚阴离子形式存在，可用阴离子 交换剂进行交换吸附 常用的离子交换剂：DEAE-E纤维素CTEOLA常用的离子交换剂：DEAE- 纤维素CTEOLACTEOLA 纤维素， 纤维素，分硼砂型和碱型 低盐中吸附，逐步提高盐的浓度，梯度洗 低盐中吸附，逐步提高盐的浓度， 脱或分步阶梯洗脱
（1）工艺路线 ）
（2）工艺过程 ） pH7.5，加链霉蛋白酶，于37℃，酶解 ，加链霉蛋白酶， ℃ 酶解24h 。 酶解液用CHC13除杂蛋白，然后加入等体积 ％CPC， 除杂蛋白，然后加入等体积1％ 酶解液用 ， 放置后，收集沉淀， 解离。 放置后，收集沉淀，用0.4mol／L NaCl解离。 ／ 解离
灵孢多糖注射 液
用于治疗神经官能症、 用于治疗神经官能症、多 发性肌炎、皮肌炎、 发性肌炎、皮肌炎、萎缩 性肌强直与进行性肌营养 不良以及因免疫功能所致 的各种疾病。 的各种疾病。 用于神经衰弱， 用于神经衰弱，白细胞和 血小板减少症， 血小板减少症，电离辐射 及职业性造血损伤及肿瘤 患者放、 患者放、化疗后白细胞下 降等症。 降等症。 调节机体免疫功能， 调节机体免疫功能，对慢 性肝炎、肿瘤有一定疗效 性肝炎、
（2）抗肿瘤作用 ） 作用机制：影响肿瘤细胞分裂增殖生长等 环节以达抗肿瘤目的。 如猪苓多糖在DNA合成过程中，与多种 生物活性物质起烷化作用而影响DNA复制， 干扰RNA转录过程使转录RNA在肽链延长过 程时提前释放肽链而无法合成完整的肿瘤蛋 白，同时通过影响DNA拓扑异构酶Ⅱ活性， 促进该酶介导的DNA断裂引起肿瘤细胞死亡。
3、作用与用途 、 透明质酸具有很大粘性， 骨关节具有润滑作用。 透明质酸具有很大粘性，对骨关节具有润滑作用。 粘性 具有润滑作用 还能促进物质在皮肤中的扩散率、 还能促进物质在皮肤中的扩散率、调节细胞表面和 强力保水作用是 细胞周围的离子运动。在组织中的强力保水作用 细胞周围的离子运动。在组织中的强力保水作用是 最重要的生理功能之一，透明质酸还有促进纤维 其最重要的生理功能之一，透明质酸还有促进纤维 增生、加速创伤愈合作用。 增生、加速创伤愈合作用。 透明质酸作为药物主要应用于眼科治疗手术 ，治 疗骨关节炎、外伤性关节炎和滑囊炎以及加速伤口 疗骨关节炎、外伤性关节炎和滑囊炎以及加速伤口 愈合。美容保健和恢复皮肤生理功能的作用 的作用。 愈合。美容保健和恢复皮肤生理功能的作用。
具体可分为
糖类药物
单糖
低聚糖
糖的衍生物
多糖
葡萄糖、果糖、 葡萄糖、果糖、 氨基葡萄糖、 氨基葡萄糖、 维生素C等 维生素 等
蔗糖、麦芽糖、 蔗糖、麦芽糖、 乳糖、 乳糖、乳果糖
6-磷酸葡萄糖、 磷酸葡萄糖、 磷酸葡萄糖 1,6-二磷酸葡萄糖 二磷酸葡萄糖 磷酸肌醇
香菇多糖、 香菇多糖、 肝素 等
多糖的分布（按照其来源不同来分） 多糖的分布（按照其来源不同来分）