真菌多糖结构研究进展_刘玉红

了单糖残基间的连接 顺序 。 ProvidenciastuartiiO44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-多糖 , 其 ROESY揭示了各 个残 基间的 相关 , α-FucH-1, α- 为 (1※ 3)-β-D-葡聚糖 。
GlcH-3在 δ5.27/3.78;α-GlcH-1, α-QuiH-4在 δ5.03/3.26; 2.2 杂 多糖
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 、Smith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 [ 6-7] 。 物理方法 主要包括 紫外 (UV)、红外 (IR)、质谱 (MS)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
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-6 位和半 乳糖 的 O-2位 有分 枝 , 分枝 由末
2.1 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-
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 β-D-葡萄 糖残 基和 (1 等 [ 15] 从 Ganodermalucidum孢 子中 分得 一葡聚 糖 , 重均 相对 ※ 6)连接 的 β-D-半 乳糖 残基 组成 。 灰树 花 (Grifolafrondo-
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-MS)、液态 二次 离子质 谱 (LSI-MS)、电喷 雾质 谱 (ESIMS)、基质辅助激光解 吸电 离质谱 (MALDI-MS)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] 。
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 [ 1-3] 。 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
α-QuiH-1, α-GlcNAcH-3 在 δ5.01/3.88;α-GlcNAcH-1, α-
来自百度文库
从 Hericium erinaceus[ 19] 子 实体 中分 离 到一 个 新的 杂多
GalNAcH-4 在 δ4.86/4.02;α-GalNAc H-1, α-Fuc H-3 在 δ5.24/4.05;β-GlcAH-1, α-FucH-4在 δ4.55/4.11, 证 实了重
各个单糖的自旋系统 [ 14] 。 2 近年来研究报道的真菌多糖的结构
杂多 糖 T3a～ T3d, Mw分 别 为 55.0 ×104、 42.0 ×104 、 5.5 × 104 、4.8×104 , 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-2 、O-4或 O-6 上有葡 萄糖 、甘露糖 、岩藻
糖 、杂多糖 、蛋白糖和肽糖 , 糖的种类与 真菌种属间 无明显的 相关性 。 由于研究糖类方法的 复杂性与技术 的局限性 , 目前
糖 、木糖或葡萄糖醛酸基团取代 。 PL-1和 PL-4是来源于 Ganodermalucidum[ 21] 的 2个 杂多 糖 , 经结构 分析 PL-1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 α-D-葡萄糖残基和 (1※ 6)连 接的 β-D-半乳糖
糖 HEP-1, Mw为 1.8 ×104, 由鼠李糖 、半乳糖和 葡萄糖 组成 , 摩尔比为 1.19∶3.81∶1.00。 HEP-1 有一个 (1※ 6)连接 的 α-
复单元中单糖残基间 的连接顺序和连接位 置 [ 12] 。 Lemercini- D-半乳糖骨架 , 某 些单 元的 O-2位 上为 (1※ 6)-β-D-葡 萄寡
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 COSY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 Bordetellaarium中得到的 O-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 β-构型 , 而 (H1, H4)NOE相关 峰的 出现为 1, 4-糖苷 键的
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 (RI)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 (DMSO)作溶 剂 , 会变成 一个峰 [ 4] 。 体 积排阻色谱 -示差折射检测仪 (SEC-RI)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 -小角激光散 射仪 (SEC-LLS)结合诸 如紫 外 (UV)、折 光指数 (DRI)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] 。
多糖的 结 构 。 从 ProteusvulgarisO45 中 得 到 O-多 糖 , 通 过 HSQC与 HMBC实验 , 结 合其 他二 维谱 , 确 认了 组成 多 糖的
糖残基侧链有 O-2位取代的鼠李 糖作为末端 , 侧链 的平均聚 合度是 3.7。 Gao等 [ 20] 从 Tremellafuciformis中 分得 4种酸性
二 维 NMR技 术 (2D-NMR)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-COSY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 Bordetellaavium中得 到一 个 O-多糖 , 采 用二 维 COSY, 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 ProteusmirabilisO 40的 脂多糖经 缓和 酸水解 后 , 分离到一个 O-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] 。
ChinPharm J, 2007 April, Vol.42 No.8 · 561·
特征 [ 9] 。 Mondal等 [ 11] 从食用蘑菇 Termitomyceseurhizus的子 子实体多糖为 α-(1※ 4)、(1※ 6)连接 的葡聚 糖 。 以 上提及
实体中得到 2个 多糖 PS-Ⅰ 和 PS-Ⅱ , 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
· 综 述 ·
真菌多糖结构研究进展
刘玉红 1, 2 , 王凤山 1＊ (1.山东大学药学院生化与生物技术药物研究所 , 济南 250012;2.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
er等 [ 13] 主 要 利 用 2D-NMR(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 Streptococcuspneumoniae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
中得到 2个多 糖 PS-Ⅰ 和 PS-Ⅱ , 均为 α-葡 聚糖 , 其中 PS-Ⅰ 结构主链由 (1※ 6)-α-D-葡萄 糖和 (1※ 3)-α-D-葡萄糖 组成 ,
分子质量 (Mw)为 1.0 ×104, 主链 为 (1※ 3)-β-D-葡聚糖 , 在 主链的 C-6位有一个 、两 个和 几个葡 萄糖 取代 , 通 过甲 基化
sa)菌丝体多糖 G.F.-1的 Mw为 1.23 ×106, 由木 糖 、甘露糖 和葡萄糖组成 , 摩尔比为 0.9∶1.4∶4.7, 其一级结构是由以 β-
分析 、Smith降解 、1D和 2D-NMR、ESI-MS确定 了其复 杂的结 (1※ 3)、β-(1※6)糖苷键为主 , 分枝点 大部分发生 在主链糖
构 。 Mondal等 [ 11] 从食用蘑菇 Termitomyceseurhizus的 子实体 基 C-6位的 β-D-葡聚 糖构 成 [ 22] 。 从 Laetiporussulphureus中
作者简介 :刘 玉红 , 女 , 博 士 研究 生 ＊通 讯 作者 :王 凤 山 , 男 , 博士 , 教 授 , 博 士生 导 师 Tel:(0531)86652375 E-mail:fswang@ sdu.edu.cn
中国药学杂志 2007 年 4月第 42 卷第 8 期