多糖结构解析

赤藓醇）。
多糖（Polysaccharide）是天然大 分子物质，是天然化合物中最大族之一 。多糖结构的分析较蛋白质结构分析复 杂，一方面是因为组成多糖的单糖品种 繁多（目前已知的单糖有200多种）；另 一方面即使只有一种单糖组成的多糖其 连接方式的不同以及可能有分枝（蛋白 质没有分枝），所以多糖的结构种类就 很多，不容易分析。
O H
H
O
H
O H H
IO -4
O
0
H O H
N aB H 4
O H
H +
H H
OH
H 2OH OO H H O H
H O H
2、Smith降解：是将氧化产物还原后进行酸水解
。
1 2位和1 6位键结合的经Smith降解后都有甘 油产生。（但1 2位结合的不产生甲酸，可
供以区别）。
1
4键合的，最后得到的是乙二醇和丁四醇（
1、过（高）碘酸氧化
原理：可选择性断裂糖分子中连二羟基或连三羟 基，生成相应的多糖醛、甲醛或甲酸。
结果：
1 2或1 4键：每个糖基仅消耗一个分 子的高碘酸，无甲酸释放。
1 3位键：不被高碘酸氧化
1 6位键：消耗两个分子高碘酸，同时释 放一个分子甲酸。
然后用0.1mol/L氢氧化钠溶液滴定甲酸释放 量。
过碘酸及其盐的氧化反应
多糖的非还原末端或非末端的（1→6）键与邻三元 醇相似，其与过碘酸盐作用则糖环开裂得到一分子比例的 甲酸而消耗二分子比例之过碘酸盐。非末端的（1→2）或 （1→4）键与邻二元醇相似，其开裂后产生二分子醛而消 耗一分子比例之过碘酸盐。对于非末端的（1→3）键或C2和C-4有分枝的则不受过碘酸盐影响。因此多糖氧化后定 量测定过碘酸盐的消耗、甲酸的生成和剩余糖的比例，就
以1→2位键合(1→2,6类似)
O H
H
O
H
O H Hຫໍສະໝຸດ H O0H O H
IO -4
C2 H OH
C H 2 O H
O N a B H 4
O
H +
C2 H OH
CH OO HC OOC H 2 O HH O H 2 C
OH 2 O2CHOH
O
C2 H OH
以1→4位键合(1→4,6类似)
O H
C2 O HH
多糖结构测定的意义
从天然物质中分离得到的单体多糖 化合物即使具有很强的活性与具有较大 的安全性，但如果结构不清楚，则无法 进一步开展其药理学与毒理学研究，也 就不可能进行人工合成或结构修饰改造 工作，更谈不上进行高质量的新药开发 研究，其学术及应用价值将会大大降低 。
结构研究的主要程序
(1)初步推断化合物类型
部分酸水解
控制水解条件得到几个单糖连在一起的寡聚糖。水 解得到的较低分子量的寡聚糖可用凝胶过滤、离子交换和 分配层析等方法分离。其中最常用的为硅胶挤压层析和碳 柱层析以及后来发展起来的高压液相层析。解析寡糖结构
碱降解反应
碱降解通常发生在单糖的羟基或羧基连接的酯上。 多糖还原端的单糖逐个被剥落的碱降解反应常称为“剥皮 反应”。分析多糖碱降解所得到的醛酸就可推断出原来单 糖的键型。酶降解反应发生在分子的非还原端。
一、组成成分分析
1、酸水解 1-3N硫酸，100℃，水解6-8小时。 用碳酸钡中和，G4漏斗过滤，蒸发皿蒸干。
气相色谱分析 纸层析（PG）：
展开剂： 正丁醇∶乙酸∶水=4∶1∶5； 正丁醇∶吡啶∶水=6∶4∶3
显色剂：常用硝酸银显色剂 A：16%硝酸银水溶液∶丙酮=1∶9（
V/V） B：1%NaOH乙醇溶液（W/V）
C H 2 O H
C2 O HH
+ H
O
H
O HH
O
0
H O H
IO -4
O N a B H 4
O H + CHO C2 H O H
O OO HH C O C
O H C O H 2 O 2 H CH O H 2 O H C2 O O HH H C2 C O H
以1→3位键合(1→3,6、1→2，3、1→2，4、1→3，4、1→2，3，4类似)
2、乙酰解 冰醋酸溶液加入少许硫酸进 行乙酰解，可以生成乙酰化单糖通过气 相色谱鉴定。
原因：因为1-6糖苷键多糖对酸水解相 对稳定一些，但在乙酰解中则优先断裂 ，有利于结构的研究。
3、碱降解
4、酶解
二、糖与蛋白之间连接键型分析
β-消除反应
原理：糖温和条件下稀碱水解，可以把与肽链 上丝氨酸的羟基或苏氨酸的羟基相连的单糖或 糖链水解下来。与天冬酰胺相连的N-型连键则 不能被稀碱水解下来。所以，β-消除反应在糖蛋 白的结构分析中，常被用来区别糖链的连接性 质。
方法：将糖样品用浓度为0.2mol/L的NaOH溶解 ，在60℃水浴反应1hr.。以0.2mol/L的NaOH溶 液为参比，在230-270nm范围内扫描。
三、结构研究的化学方法
完全酸水解
阐明结构的第一步就是鉴别多糖的单糖组成。多糖 酸水解是常用的方法。多糖水解的难易与其组分中单糖的 性质、单糖环的形状和糖苷键的构型等有关；含有糖醛酸 或氨基糖的多糖不易水解，α型较β型易水解，吡喃型戊聚 糖较吡喃型己聚糖易水解，呋喃糖苷键一般较吡喃糖苷键 易水解。水解后中和水解液，然后用层析方法分析，常用 的层析方法有纸层析、纤维粉薄层层析和气相层析。近几 年这种酸水解方法分析已经达到完全自动化。
1注意观察样品在提取、分离过程中的行为 。
2测定有关理化性质，如不同pH，不同溶 剂中的溶解度及层析行为，灼烧实验，化学定 性反应等。
3 结合文献调研。
(2)测定分子式,计算不饱和度
1、元素定量分析
2、分子量测定
(3)确定分子式中含有的官能团（基本骨架等的结构 分析）
1、官能团的定性及定量 2、测定并解析化合物的有关光谱 （UV,IR,MS,HNMR,CNMR等） (4) 推断并确定分子的平面结构 1、 结合文献调研 2 、结合光谱解析及官能团定性定量分析结果。 (5)推断并确定分子的主体结构 1、测定CD或ORD谱 2、测定NOE,NOESY或ZD-NMR谱 3、进行X射线晶体衍射分析或人工合成
1→、1→6键型
O H
+ H
H
O 2IO 4 -
O H H
C H 3 O
C H 2 O H
N a B H 4
O
H O
0
H O H
H C C + O H O HO OHC OC H 2 O HH O H 2 C
C2 O H H
H +
C2 O H H CHOH
O H 2 O C2 O H H C2 O H H