银杏多糖的研究进展
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银杏多糖的研究进展
仰榴青1,徐佐旗2,吴向阳2,刘 倩2,陈 钧2,刘 洁2
(1.江苏大学药学院,江苏 镇江 212001;2.江苏大学生物与环境工程学院,江苏 镇江 212013)
摘 要:银杏多糖是一类具有重要生理和药理活性作用的功能活性成分,是目前研究的热点之一。
本文对银杏多糖的提取、分离纯化、定性定量分析、活性研究和临床应用等最新进展进行综述,并指出存在问题和今后研究的主要方向。
关键词:银杏;多糖;综述
Research Progress on Polysaccharides from Ginkgo biloba L
YANG Liu-qing1,XU Zuo-qi2,WU Xiang-yang2,LIU Qian2,CHEN Jun2,LIU Ji1(1.School of Pharmacy,Jiangsu University,Zhenjiang, 212001,China;2.School of Biological and
Environmental Engineering,Jiangsu University,Zhenjiang, 212013,China)
Abstract :Polysaccharides from Ginkgo biloba L are a kind of functional active components which have important physiologicaland pharmacological activities, and turn into one of research focuses. The latest research progress on extraction, separation andpurification, qualitative and quantitative analysis, activities research and clinic applications of polysaccharides from Ginkgo bilobaL has been summarized. The problems at present and the research direction for the future on polysaccharides from Ginkgo bilobaL have been put forward.
Key words:Ginkgo biloba L;polysaccharides;summary
中图分类号:R284.2;R285.5 文献标识码:A 文章编号:1002-6630(2004)11-0372-04
收稿日期:2004-07-12
作者简介:仰榴青(1965-),女,副教授,博士,主要从事天然产物化学和中药新药开发研究。
银杏是世界上珍贵的药用植物,其叶、果和外种皮等皆具有药用开发价值,被称为“全身都是宝的活
化石”。
由银杏叶开发而成的银杏提取物(EGb)及其制剂是目前深受人们欢迎的天然药物之一,由白果开发而成的各种营养食品也很多[1]。
然而目前对银杏的研究主要集中于黄酮和内酯类化合物,对其他活性成分研究较少。
植物多糖是当今研究的热点之一,研究发现银杏多糖具有多种活性,有重要的研究和开发应用价值。
为此笔者对银杏多糖的研究现状进行综述,为银杏多糖的进一步开发利用提供参考。
1
银杏多糖的提取
多糖的提取通常采用水煮醇沉的常规方法。
银杏(包括银杏叶、白果和外种皮)中多糖提取一般先用石油醚脱脂,再经热水提取乙醇沉淀得多糖。
多糖加水复溶,透析去除小分子化合物,再去蛋白、醇沉可得粗多糖。
1.1
银杏叶多糖(Ginkgo biloba leave polysaccharide, GBLP)的提取[2~6]
100g烘干粉碎银杏叶于索氏提取器中用石油醚(沸程30~60℃和60~90℃)连续抽提至无色[2],风干后分三次加入3000ml水,90℃浸提6h。
合并滤液,90℃恒温蒸发浓缩至过滤液原体积的30%。
浓缩液3000r/min离心15min,上清液加入3倍体积95%乙醇沉淀多糖。
多糖沉淀加水复溶,透析、Sevag法去蛋白。
样液再以4倍体积95%乙醇沉淀多糖,最后经无水乙醇脱水,丙酮、乙醚洗涤,得灰白色银杏叶多糖粉末,得率2.4%。
黄桂宽[3,4]、靳菊情[5]和Josef Kraus[6]也用水提醇沉法得到了银杏叶多糖,文献[6]报道多糖得率为1.1%。
1.2
银杏白果多糖(Ginkgo biloba seed polysaccharide,GBSP)的提取[7~9]
200g银杏白果,粉碎后分3次加入3000ml水,75℃浸提8h。
合并滤液,45℃减压浓缩至过滤液原体积的30%,浓缩液3000r/min离心15min,取上清液,加入3倍体积的95%乙醇沉淀粗多糖。
多糖沉淀加水复溶,透析、Sevag法去蛋白,反复多次,至280nm紫外检测无明显吸收峰。
再以3倍体积95%乙醇沉淀多
糖,最后经无水乙醇脱水,丙酮、乙醚洗涤,得银杏白果粗多糖,得率0.87%。
1.3银杏外种皮多糖(Ginkgo biloba exocarppolysaccharide,GBEP)的提取[10]
100g银杏外种皮置1000ml三角烧瓶中,沸水提取1h,过滤后重复水提三次,合并滤液,于水浴上蒸发浓缩,加入适量无水乙醇,摇匀静置12h,低温超速离心,将所得的沉淀物分别用丙酮和无水乙醇洗涤,减压抽滤、真空干燥得灰白色粗多糖粉末,得率6.58%±1.39%。
由上可见,银杏多糖以外种皮中含量最高,其次是银杏叶,白果中多糖含量较低。
2银杏多糖的分离纯化
黄桂宽等[4]将水提醇沉后的粗多糖(GBLP)上SephadexG-100 (3cm×45cm)层析柱,用0.1mol/L NaCl洗脱,分离得到两种纯银杏叶多糖GBLP-1和GBLP-2,经电泳和凝胶柱色谱鉴定均为单一多糖,平均分子量分别为11×104和2×104。
Josef Kraus[6]研究了银杏叶水溶性多糖的纯化方法。
银杏叶粗多糖上DEAE-Sephacel (3.5cm×20cm)色谱柱,用0.1mol/L K-Pi缓冲液(pH 6.0)平衡,依次用水、0.1mol/L K-Pi、0.5mol/L K-Pi缓冲液(pH 6.0)洗脱,分别得到GF1,GF2和GF3组分。
陈群等[7]将银杏白果粗多糖溶于水,先后加入95%乙醇至乙醇终浓度分别为30%,50%和80%,分别在4℃条件下静置4h,8000r/min离心15min,收集沉淀。
乙醇终浓度为30%时无沉淀,50%时沉淀较多,80%时有少量沉淀,沉淀均为白色粉末。
将50%乙醇分离所得的沉淀以无水乙醇、丙酮、乙醚相继洗涤,室温干燥后溶解在0.05mol/L NaCl缓冲液中(浓度3mg/ml),用相同缓冲液透析24h,过滤除去不溶物,过Sephadex G-200 (2.6cm×30cm),上样量3ml,0.05mol/L NaCl洗脱,洗脱速度18ml/h,分部收集,苯酚-硫酸法检测。
经Sephadex G-200层析纯化得一主峰。
将主峰收集液以去离子水透析48h,冷冻干燥,得纯化银杏白果多糖。
3银杏多糖的分析
3.1定性鉴别[2][9,10]
银杏多糖常用碘-碘化钾反应、Molish反应、茚三酮反应进行定性鉴别。
若碘-碘化钾反应呈阴性,说明样品中不含淀粉;Molish反应呈阳性,说明样品中含糖;茚三酮反应呈阴性,说明样品中不含氨基酸或蛋白质。
3.2纯度检测[3][11]
多糖纯度可用聚丙烯酰胺凝胶电泳、醋酸纤维薄膜电泳和凝胶色谱法检测。
聚丙烯酰胺凝胶电泳所用缓冲液为pH9.5的硼砂液,染色剂是高碘酸-希夫试剂;醋酸纤维薄膜电泳所用缓冲液为pH12.0的硼砂液,甲苯胺蓝染色。
凝胶色谱法所用凝胶为Sephadex G-150和DEAESephadex A50,0.1mol/L NaCl洗脱,蒽酮-硫酸法或苯酚-硫酸法检测。
多糖经两种电泳均为单一色带,经凝胶色谱柱层析,流出液均为单峰,可说明它们均为单一组分。
3.3含量测定
多糖含量一般采用苯酚-硫酸法[11,12]或蒽酮-硫酸法测定[13]。
3.4分子量测定[3~5][7]
Sephadex G-150或G-200层析柱,用4种已知分子量的Dextran T-10,T-40,T-70,T-100为标准多糖分别上柱,0.1mol/L NaCl洗脱,蒽酮-硫酸法测定多糖含量,分别求得洗脱体积Ve;用分子量大于2×106的蓝色葡聚糖上柱求外水体积Vo,将Ve/Vo与分子量对数关系作图得标准曲线。
样品同法上柱求Ve,根据标准曲线得平均分子量。
3.5结构分析
黄桂宽等[3]从银杏叶水提液中,得到两种多糖,经凝胶过滤、高效液相色谱分析、过碘酸钠氧化、Smith降解、红外光谱等方法,证实一种银杏叶分子量为1.7×105,含葡萄糖,鼠李糖、木糖,其摩尔比为49.82:28.40:21.75,糖基以β-(1→6) (1→3)(1→4)连接;另一种多糖是葡聚糖,分子量为1.4×104,糖基以α-(1→4)(1→3)(1→6)连接。
靳菊情等[5]将酸水解后的银杏叶多糖用气相色谱分析,结果表明多糖由鼠李糖、阿拉伯糖、甘露糖和半乳糖组成,为α-苷键连接的杂多糖,平均分子量为1.04×106 。
Josef Kraus[6]等从银杏叶中分离得到水溶性中性多糖GF1、水溶性酸性多糖GF2和GF3组分。
GF1由阿拉伯糖、甘露糖、葡萄糖和半乳糖组成;GF2除了组成GF1的4种单糖外,还有鼠李糖;GF3由阿拉伯糖、鼠李糖和半乳糖组成。
陈群等[7]等将水解后的白果多糖用高效毛细管电泳分析,结果显示白果多糖是由D-甘露糖组成的匀多糖,分子量1.86×105。
宋根平等[10]用纸层析法分析了外种皮多糖水解物的成分,结果表明外种皮多糖由葡萄糖、果糖、半乳糖及鼠李糖组成,IR光谱显示多糖的特征峰,表明含酰胺键和含呋喃糖构型,且为α-苷键,推断该多糖为α-苷键肽多糖。
4银杏多糖的活性研究
最初多糖以它对免疫系统有重要调节作用而引起人们的注意[14]。
20世纪60年代开始,科学家们渐渐发现
多糖还具有抗肿瘤、抗衰老、抗感染、降血糖血脂、治疗爱滋病等方面活性。
近年来,又发现多糖的糖链在控制细胞分裂和分化,调节细胞的生长和衰老等方面起着决定性的作用。
银杏多糖是银杏中一重要的活性成分,近年来研究发现它具有免疫调节、抗肿瘤、抗衰老等多种活性作用。
4.1免疫调节作用
许爱华等[15]报道:体外实验,银杏外种皮多糖可促进ConA诱导的荷瘤小鼠脾脏T淋巴细胞增殖和LPS诱导的荷瘤小鼠脾脏B淋巴细胞增殖;体内实验,可促进荷瘤小鼠T淋巴细胞增殖和B淋巴细胞增殖,还可增强荷瘤小鼠NKC活性及IL-2活性,提示外种皮多糖对荷瘤小鼠细胞免疫和体液免疫功能低下状态有显著调节作用。
陈华圣等[16]研究结果表明,银杏外种皮粗多糖可促进荷瘤小鼠及CTX损伤小鼠脾淋巴细胞IL2的活性,减少其血清sIL-2R的形成,表明银杏外种皮多糖可促进荷瘤小鼠及CTX损伤小鼠的免疫功能。
银杏外种皮多糖在体外可促进小鼠不同状态下的T淋巴细胞总数[17],并能促进Cy所致免疫抑制小鼠的DCH反应,提示多糖可促进T淋巴细胞介导的细胞免疫功能,这对防癌抗癌具有重要的意义。
刘新等[18]研究了银杏叶多糖对小鼠免疫细胞活性的影响,发现它可抑制小鼠免疫细胞活性。
4.2抗肿瘤作用
Qun Chen等[8]报道,银杏白果多糖体外可显著抑制SMMC-7721肝癌细胞分裂繁殖,并诱导其调亡。
许爱华[19]等研究了银杏外种皮多糖(GBEP)在体外对人BEL-7404肝癌、SGC-7901胃腺癌及SPC-A-1肺腺癌细胞株的抑制作用,并考察了与阿霉素的协同作用,结果表明,GBEP单用对3种人癌细胞株的抑制作用具有量效及时效关系。
GBEP抑制小鼠肝癌机制可能与阻止G2-M期细胞转换而影响癌细胞在细胞周期中的进程和干扰S期细胞DNA合成以及诱导小鼠肝癌细胞凋亡有关[20]。
诱导癌细胞凋亡的作用机制之一可能与其影响bax基因的表达有关[21]。
许爱华等[22]还报道,银杏外种皮多糖能抑制人胃癌SGC-7901细胞突变型p53基因的表达及其端粒酶活性。
贾玲昌[23]和陈群等[24]分别研究了银杏外种皮和银杏叶多糖对S180肿瘤细胞的抑制作用,在一定剂量下最高抑瘤率分别达62.89%(GBEP浓度 160μg/ml)和86% (剂量GBLP 400mg/kg)。
4.3抗衰老作用
许爱华等[25,26]研究表明,GBEP可明显提高荷瘤小鼠血清SOD活性,并能降低其MDA含量,但对正常小鼠无明显影响,GBEP可促进机体在病理状态下的自由基清除能力,延缓荷瘤小鼠衰老。
费文勇等[27]的研究结果也表明,GBEP可增强脑内SOD、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性,提高小鼠的记忆学习能力,具有一定的抗衰老作用。
黄桂宽[28]等采用细胞内生物电记录技术对青蛙卵母细胞膜电位变化进行测定,结果发现细胞膜容易受自由基损害,银杏叶多糖能有效地清除自由基,使受损细胞电学功能恢复。
靳菊情等[5]的研究表明银杏叶多糖对Fenton体系产生的・OH自由基有清除作用。
4.4临床应用
银杏外种皮多糖及其制剂的制备方法已有专利报道[29],该多糖胶囊制剂为医院制剂[30-32],名称为新康胶囊[扬制剂(98)OS-001号]。
许爱华[30]等用新康胶囊对28例胃癌患者进行了临床研究,结果表明该制剂可使胃癌患者疼痛减轻、食欲增强,可使胃癌瘤体缩小,超微结构观察提示GBEP有诱导癌细胞凋亡和分化迹象。
以新康胶囊治疗中晚期癌症84例[31],疗效满意,它能显著减轻多种癌症的症状,显示其具有理气活血、祛湿化痰、止血安神及补虚扶正等多种功能,能使部分患者瘤体缩小甚至消失,有较好的抗癌作用和一定的扶正作用。
用于治疗中晚期上消化道恶性肿瘤也有一定疗效[32],能明显改善患者的临床症状,显著提高患者的卡氏评分,还能改善放疗引起的患者造血功能的抑制和体重下降。
5存在问题及展望
多糖是目前研究的热点之一,科研工作者正致力于从植物、动物和微生物中发现具有重要活性价值的多糖。
银杏是我国的一大产业,如何充分利用其资源,提高银杏产品的附加值,是目前亟待解决的课题。
银杏多糖具有免疫调节、抗肿瘤和抗衰老等多种活性,已以医院制剂用于临床,作为抗肿瘤药物疗效满意。
因此对银杏多糖进行深入研究具有十分重要的意义和开发应用价值。
然而目前银杏多糖研究还存在以下主要问题:(1)银杏多糖的提取纯化工艺较为繁琐,成本较高,未见有树脂法分离纯化的报道;(2)银杏多糖的结构研究还很粗浅,目前一级结构还未搞清;(3)银杏多糖活性研究一般用的都是粗多糖,有关多糖结构和活性关系研究未见报道。
因此,研究银杏多糖的树脂法纯化工艺和多糖构效关系是今后研究的主要方向。
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法国小麦加快出口中国市场步伐
由法国总统率领的包括国内各界高层人士的庞大代表团近期对中国进行了为期四天的访问。
作为本次访问的重要内容之一,双方签订了《中法小麦贸易及技术合作谅解备忘录》,这意味着今后中国进口法国小麦的规模将可能扩大。
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面对中国小麦进口需求增长,国家政策鼓励小麦进口的局面,法国小麦借助此次出访活动成功地打开了中国市场,为今后中法小麦贸易奠定了基础。
信 息。