真菌多糖结构研究进展

等 从 [15 ] Ganoderm a lucidum 孢子中分得一葡聚糖 ,重均相对
→6)连接的 β2D 2半乳糖残基组成 。灰树花 ( Grifola frondo2
分子质量 (Mw )为 110 ×104 ,主链为 ( 1 →3 ) 2β2D 2葡聚糖 ,在 主链的 C26位有一个 、两个和几个葡萄糖取代 ,通过甲基化
组成多糖的单糖品种繁多 ,单糖的连接顺序 、连接位置 的不同以及可能有的侧链使多糖结构更具复杂性 ,其结构鉴 定也更困难 。目前常用的多糖结构分析方法主要分为 3 大 类 ,即化学分析法 、物理分析法和生物学分析法 。包括酸水 解 、高碘酸氧化 、Sm ith降解 、甲基化分析等在内的化学分析 法仍然是多糖结构分析常用的方法 [627 ] 。物理方法主要包括 紫外 (UV ) 、红外 ( IR) 、质谱 (M S)和核磁共振 (NMR ) 。生物 学方法主要是酶学方法 ,即利用各种特异性糖苷酶水解多糖 分子得到寡糖片断 ,通过分析寡糖片断的结构来推测多糖的
er 等 [13 ] 主 要 利 用 2D 2NMR ( DQFCOSY, TOCSY, ROESY, 糖单元和少量的鼠李糖残基 ;鼠李葡萄糖侧链在骨架上分布
HSQC)确定了从 S treptococcus pneum on iae中得到的一个复杂 不均一 ,其一端有高分枝 ,其他末端几乎无分枝 ;大多数葡萄
结构 。 近些年来 ,各种软电离技术如快速原子轰击电离质谱
( FAB 2M S) 、液态二次离子质谱 (LSI2M S) 、电喷雾质谱 ( ESI2 M S) 、基质辅助激光解吸电离质谱 (MALD I2M S)的出现使糖 的分析有了很大的进展 ,可获得提供相对分子质量信息的分 子离子峰和提供化合物结构信息的碎片峰 [8 ] 。
经过分离纯化的多糖在测定结构前需检查其纯度并确 定相对分子质量 。目前检查其纯度和确定相对分子质量最 常用的方法是高效凝胶液相色谱法 (HPGPC) ,即高效体积排 阻色谱法 (HPSEC) ,采用示差折射检测仪 ( R I)直接检测 ,如 为对称的单峰 ,说明其均一性良好 。需要注意的是 ,有些样 品在水溶液中测定会出现不止一个峰 ,有可能是聚合所致 , 此时可换用二甲亚砜 (DM SO )作溶剂 ,会变成一个峰 [4 ] 。体 积排阻色谱 2示差折射检测仪 ( SEC2R I)测定多糖的相对分子 质量 ,需用一系列已知相对分子质量的标准多糖做标准曲 线 ,通过测定样品的洗脱体积 ,与标准曲线对比 ,得到相应的 相对分子质量 。目前最先进的检测仪是小 角激 光 散 射 仪 (LLS) ,可以不用标准品而方便地测定多糖的相对分子质量 及其分布 ,还可得到分子链的构象信息 。近些年来 ,体积排 阻色谱 2小角激光散射仪 ( SEC2LLS)结合诸如紫外 (UV ) 、折 光指数 (DR I)检测器对于高度分散的聚合体系统的特征分 析 ,被证明是一种非常好的有效的方法 [5 ] 。
NOESY与 ROESY谱提供了糖环质子的残基内的和残 基间的 NOE相关 ,糖残基内的 NOE相关不仅能够提供有关 糖残基相对立体化学的信息 ,并且可为归属残基内采用 CO2 SY和 TOCSY谱未能归属的质子信号提供有用的信息 ,而残 基间的 NOE相关可为测定糖残基的连接顺序和糖基化位点 提供关键性的信息 。从 B ordetella arium 中得到的 O 2多糖 ,单 糖残基内 (H2 , H4 )和 ( H3 , H5 ) 强的 NOE效应证实了葡萄 糖残基的存在 , (H1 , H3 )和 (H1 , H5 ) 强的 NOE效应表明 ,其 为 β2构型 ,而 ( H1 , H4 ) NOE相关峰的出现为 1, 42糖苷键的
Chin Pha rm J, 2007 A pril, V ol142 N o18 ·561·
特征 [9 ] 。Mondal等 [11 ]从食用蘑菇 Term itom yces eu rh izus的子 子实体多糖为 α2( 1→4 ) 、( 1 →6)连接的葡聚糖 。以上提及
实体中得到 2个多糖 PS2Ⅰ和 PS2Ⅱ,通过 NOESY实验确定 的葡聚糖多数具有免疫调节或抗肿瘤活性 ,目前在临床上广
α2Qui H 21,α2GlcNAc H23 在 δ5101 /3188; α2GlcNAc H 21,α2
从 Hericium erinaceus[19 ]子实体中分离到一个新的杂多
GalNAc H24 在 δ4186 /4102; α2GalNAc H 21, α2Fuc H 23 在 δ5124 /4105;β2GlcA H 21,α2Fuc H 24在 δ4155 /4111,证实了重
·综 述 ·
真菌多糖结构研究进展
刘玉红 1, 2 ,王凤山 13 (11 山东大学药学院生化与生物技术药物研究所 ,济南 250012; 21 山东中医药大学药学院 ,济南 250014 )
摘要 :目的 综述真菌多糖结构方面的研究进展 。方法 参阅近年来的文献 ,对真菌多糖的结构研究方法和近年来报道的真 菌多糖的结构与构象研究进行归纳总结 。结果与结论 随着各种分析技术的发展 ,目前已确定了多种真菌多糖的一级结构 , 并对其构象及结构与活性之间的关系有所研究 。继续进行深入的结构研究将会大大推动真菌多糖的开发和利用 。 关键词 :多糖 ;真菌 ;结构 ;研究方法 ;构象 中图分类号 : R284 文献标识码 : A 文章编号 : 1001 - 2494 (2007) 08 - 0561 - 04
了单糖残基间的连接顺序 。 P rovidencia stuartii O44中得到的 泛应用的香菇多糖 、裂褶菌多糖 、云芝多糖 、小菌核葡聚糖均
O 2多糖 ,其 ROESY揭示了各个残基间的相关 ,α2Fuc H 21,α2 为 (1→3) 2β2D 2葡聚糖 。
Glc H 23在 δ5127 /3178;α2Glc H21,α2Qui H24在 δ5103 /3126; 212 杂多糖
多糖的结构 。从 P roteus vu lga ris O45 中 得 到 O 2多 糖 , 通 过 糖残基侧链有 O 22位取代的鼠李糖作为末端 ,侧链的平均聚
HSQC与 HMBC实验 ,结合其他二维谱 ,确认了组成多糖的 合度是 317。 Gao等 [20 ]从 T rem ella fuciform is中分得 4种酸性
sa)菌丝体多糖 G1F121的 Mw 为 1123 ×106 ,由木糖 、甘露糖 和葡萄糖组成 ,摩尔比为 019∶114∶417,其一级结构是由以 β2
分析 、Sm ith降解 、1D 和 2D 2NMR、ESI2M S确定了其复杂的结 (1→3) 、β2(1→6)糖苷键为主 ,分枝点大部分发生在主链糖
糖 、杂多糖 、蛋白糖和肽糖 ,糖的种类与真菌种属间无明显的 糖 、木糖或葡萄糖醛酸基团取代 。 PL 21和 PL 24是来源于 Ga2
相关性 。由于研究糖类方法的复杂性与技术的局限性 ,目前 noderm a lucidum [21 ]的 2 个杂多糖 ,经结构分析 PL 21 主链为
分离得到的多糖纯品实际上为糖链长短不一的混合物 ,结构 (1→4)连接的 α2D 2葡萄糖残基和 (1→6)连接的 β2D 2半乳糖
等 从 [16 ] Cordyceps sinensis中得到的葡聚糖 ,主链为 ( 1 →4) 2 侧耳 ( P leu rotus ostrea tus)等真菌里也分离得到了杂多糖 。
α2D 2葡萄糖 ,并有微量的 ( 1 →6 ) 2α2D 2葡萄糖侧链 。葡聚糖 213 蛋白糖和肽糖
结构主链由 (1→6) 2α2D 2葡萄糖和 ( 1 →3 ) 2α2D 2葡萄糖组成 , 岩 藻 糖 、α2D 2甘 露 糖 、α2L 2岩 藻 糖 取 代 [23 ] 。从 蛹 虫 草
比例为 215∶1,无分枝 ; PS2Ⅱ则为 ( 1→6) 2α2D 2葡聚糖 。W u (Cordyceps m in lita ris) 、红栓菌 ( Pyconoporus cinnba rius) 、凤尾
分析多局限于一级结构 ,高级结构的研究比较少 。
残基 ,在葡萄糖 O 26位和半乳糖的 O 22 位有分枝 ,分枝由末
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211 聚糖
端葡萄糖 、(1→6)连接的葡萄糖残基和末端鼠李糖组成 ; PL 2
近年来 研 究 报 道 的 真 菌 聚 糖 中 , 以 葡 聚 糖 居 多 。Bao 4由 (1→3) 、( 1→4) 、( 1 →6)连接的 β2D 2葡萄糖残基和 ( 1
作者简介 :刘玉 红 , 女 , 博士 研究生 3 通讯 作者 : 王凤 山 , 男 , 博士 , 教 授 , 博士生 导师 Tel: ( 0531 ) 86652375 E2mail: fswang @
sdu1edu1cn
中国药学杂志 2007年 4月第 42卷第 8期
多糖是真菌中普遍存在的一类生物大分子 ,具有广泛的 生物活性 ,如促进机体免疫功能 、抗肿瘤 、抗衰老 、抗病毒 、抗 凝血 、降血糖 、降血脂等 ,因而受到了越来越多的重视 [123 ] 。 化学结构是多糖活性的基础 ,因此笔者就真菌多糖的结构研 究方法 、近年来研究报道的真菌多糖的结构及构象研究作一 综述 。 1 真菌多糖结构研究方法的进展
二维 NMR 技 术 ( 2D 2NMR ) 如 COSY、TOCSY、ROESY、 HMQC、HMBC等的迅猛发展 ,为多糖的结构解析提供了有力 的工具 。由于多糖中大部分氢化学环境相似 ,氢信号相互重 叠严重 ,造成解析的困难 。H , H 2COSY谱揭示质子与质子间 的自旋偶合关系 ,包括质子间孪生 、邻位和远程偶合相关 。 通过糖上质子间的偶合关系 ,可从容易辨认的质子 (如异头 质子或甲基质子 )开始 ,寻找糖上其他碳位的质子 。Larocque 等 [9 ]从 B ordetella avium 中得到一个 O 2多糖 , 采用二维 CO2 SY,使每个质子的信号得到确认 。 TOCSY是分子内氢偶合 链的接力相干信息 ,如果偶合常数较大 ,其信息会象接力赛 一样沿着碳链传递 ,中止于偶合常数小的部位 ,不同的单糖 残基有不同的偶合特征 ,根据 TOCSY的特征可以判断糖残 基的类型 。如 P roteus m irabilis O 40的脂多糖经缓和酸水解 后 ,分离到一个 O 2多糖 ,建立在偶合常数 J2, 3、J3, 4、J4, 5的基 础上 ,从其 COSY和 TOCSY谱中鉴定了 1个半乳糖和 2个乙 酰氨基葡萄糖的自旋系统 ,并从偶合常数 J1, 2判断出单糖的 构型 [ 10 ] 。
构 。Mondal等 [11 ]从食用蘑菇 Term itom yces eu rh izus的子实体 基 C26位的 β2D 2葡聚糖构成 [22 ] 。从 L aetiporus su lphu reus中
中得到 2个多糖 PS2Ⅰ和 PS2Ⅱ,均为 α2葡聚糖 ,其中 PS2Ⅰ 得到的 1个杂多糖 ,其中部分的 O 22位有 32O 2D 2甘露糖 2α2L 2
糖 HEP21,Mw 为 118 ×104 ,由鼠李糖 、半乳糖和葡萄糖组成 , 摩尔比为 1119∶3181∶1100。HEP21有一个 ( 1 →6)连接的 α2
复单元中单糖残基间的连接顺序和连接位置 [12 ] 。Lemercini2 D 2半乳糖骨架 ,某些单元的 O 22 位上为 ( 1 →6 ) 2β2D 2葡萄寡
各个单糖的自旋系统 [14 ] 。
杂多糖 T3a ～ T3d , Mw 分别为 5510 ×104、4210 ×104、515 ×
2 近年来研究报道的真菌多糖的结构
104、418 ×104 ,糖链分析表明 ,它们均有一个甘露糖骨架 ,约
到目前为止 ,从真菌里分离出来的多糖有几十种 ,分聚 一半的甘露糖在 O 22 、O 24或 O 26上有葡萄糖 、甘露糖 、岩藻