硫酸皮肤素ppt课件

硫酸皮肤素 硫酸皮肤素 硫酸皮肤素 Dermatansulfate DS 又称硫酸肤质 最早于1941年由猪皮中分离得到 呈白色或微黄色粉末 无臭 无味 吸水性强 易溶于水 不溶于乙醇 丙酮和乙醚等有机溶剂中 其盐类对热较稳定 受热80 亦不分解 硫酸皮肤素约含有50个 70个双糖基本单位 经HPLC测得相对分子质量为15000 45000 平均相对分子质量为35700 硫酸皮肤素广泛存于动物组织中 如牛或猪的肠粘膜 肺 胰腺 动脉 脾 脑 胸腺中 是存在于皮肤中的最重要的GAGs 1 1 BonoD High puritydermatansulphate P US5116963 1992 05 26 硫酸皮肤素的结构 硫酸皮肤素 dermatansulfate DS 是由重复的二糖单位组成的黏多糖 其二糖由2 乙酞氨基 4 硫酸 D 半乳糖和L 艾杜糖醛酸组成 2 2 姬胜利 杜海燕 迟延青 硫酸皮肤素的生物学功能 J 中国生化药物杂志 2005 01 46 48 51 硫酸皮肤素的结构 在大多情况下 DS通过其还原末端的木糖与核心蛋白质中Ser Gly重复序列中的Ser残基共价连接形成硫酸皮肤素蛋白聚糖 DSPGs DS链可以具有不同的结构组成 如3种不同的糖醛酸 GlcA IdoA IdoA2S 4种不同的氨基己糖 GalNAc GalNAc4S GalNAc6S GaINAc4S6S 硫酸皮肤素的功能 人体中有多种含DS链的蛋白聚糖 如双糖链蛋白聚糖 biglycan 核心蛋白聚糖 decorin 多能蛋白聚糖 versican 和黏结蛋白聚糖 synde can 等 DS是众多细胞行为的重要辅助因子 DS链所具有的复杂的结构序列信息使得DSPGs不仅是人体组织的基本结构成分 同时也具有许多重要的生理功能 如参与细胞信号传导 调节细胞黏附 维持或抑制细胞生长等 DS与心血管疾病 心血管疾病的产生原因 血栓病己成为全球性的常见病和多发病 而病变血管结构的改变是血栓形成的前提 它通过局部血液流变学的变化或某些化学或物理的因素 激活或吸引血液中的血小板和白细胞黏附 聚集在血管病变处并释放多种活性物质 从而导致血栓形成和组织损伤 DS与心血管疾病 作用原理 DS可以通过与选择素的竞争性结合来抑制血小板 白细胞与内皮细胞间的黏附 另外 DS聚阴离子特性使其具有强烈的负电荷 而血小板表面也有负电荷 因此DS通过竞争性抑制可阻止血小板黏附到正常的内皮细胞上 从而防止血栓的形成 DS与肿瘤 肿瘤的产生细胞的癌变 是生长因子信号系统受到干扰或破坏 从而使细胞的增殖 生长 分裂 分化从有控制的状态转变为失控状态 DS与肿瘤 在癌变组织中 由DS组成的核心蛋白聚糖可抑制并下调癌基因蛋白ErbB2的活性 使其酪氨酸残基磷酸化作用几乎消失 核心蛋白聚糖还可诱导抑癌基因蛋白P21的产生 P21是与细胞周期有关的周期素依赖性蛋白激酶抑制剂 使细胞增殖所需的蛋白质磷酸化受阻 细胞停留在G1期 所有这些导致肿瘤细胞的生长迟缓甚至停止 酪氨酸磷酸化和多蛋白复合体的形成构成了细胞信号转导的基本机制 几乎所有的多肽细胞生长因子都是通过此途径来激活细胞 刺激细胞生长 DS与损伤修复 皮肤损伤后 许多PGs迅速以某种细胞特定模式诱导产生 黏结蛋白聚糖 1在伤口处的内皮细胞上数倍增长 在高增生性的角质细胞上生成增加 而在表皮前沿的角质细胞上生成减少 黏结蛋白聚糖一及核心蛋白聚糖在整个真皮层生成显著增加 对伤口部位的这些可溶性PGs进行分析发现其主要的GAG是DS DS与损伤修复 在电子显微镜下观察受伤皮肤核心蛋白聚糖分子在愈合过程中大小变化情况 发现核心蛋白聚糖可通过改变其糖胺聚糖DS链的长短调节胶原纤维的生成及其结构 即在初期DS链伸长 以便填充分布在细小纤维间的空隙 但这种伸长是暂时的 随着DS链长度的恢复 胶原纤维束成熟 损伤皮肤修复完成 DS的制备与提取 传统的硫酸皮肤素制备方法以动物皮层或牛肺为原料 特别是水生生物 如鳕鱼 鮟鱇鱼 的皮层 通过酶降解和酸碱沉淀的方式得到 最后再通过离子交换层析获得高纯度的硫酸皮肤素 3 目前较为成熟的提取方法是从鮟鱇鱼皮中提取 再通过醇沉冻干后即可得硫酸皮肤素粗品 该法得到的硫酸皮肤素为粗品灰色粉末状 纯度75 3 马继华 离子交换层析制备高纯度肝素和硫酸皮肤素 D 华中科技大学 2013 碱提取法 碱提取法是基于碱性条件下 即采用不同浓度的碱溶液 如NaOH KOH Na2CO3 K2CO3 等 作为浸提液 蛋白多糖中连接黏多糖和蛋白质的O 糖苷键在强碱作用下会发生 一消去反应 使糖肽键断裂 黏多糖变成游离状态从蛋白多糖中释放出来 碱提取法通常包括两种途径 一种是浓碱不加热法 另一种是稀碱加热法 提取效果 稀碱加热法提取率比浓碱法要高 4 4 向琼 猪肠粘膜硫酸皮肤素提取 纯化及抗凝性研究 D 湖南农业大学 2013 碱提取法 在提取过程中 随着提取液碱浓度的升高 黏多糖提取率也会随之升高 最后达到平衡 原因是碱浓度一方面可促进组织的降解 另一方面也会促进粘多糖的降解速度随之增加 所以提高提取液NaOH浓度可以缩短提取时间 但是当碱液达到一定浓度时 游离的单糖分子中处于糖链还原端的糖基在浓碱环境下生成间糖酸和异糖酸而脱落 脱落的糖类物质发生副反应 导致提取液颜色变深并出现异味 故而碱液达到一定浓度后粘多糖的提取率不再增加 此外 温度对提取率也有影响 随着温度升高 提取率会升高 然后达到平衡 这是由于温度升高促进了蛋白质和黏多糖的溶解 但是也会引起蛋白质和黏多糖的分解并产生副反应 碱提取法 多酶水解体系可广泛水解组织中的蛋白质 尽可能的提取黏多糖 将碱提酶解结合起来应用于黏多糖的提取研究 碱提酶解联合法既能避免氨基多糖在强碱高温条件下降解 也可使酶作用底物被水解充分 使得粘多糖最大程度上被释放 且整个提取过程可以控制在温和的条件下进行 从而保证了黏多糖的生理活性 DS的纯化 经过碱提取和酶解作用的多糖中存在游离蛋白质 可用savage法 蛋白沉淀剂三氯乙酸去除 savage法的原理是根据蛋白质在氯仿等有机溶剂中变性的特点 这种方法在避免多糖降解上有较理想的效果 但效率不高 因此只适于去除少量蛋白质的情况 而三氯乙酸法操作上较savage法而言要简便 但是有可能引起某些多糖的降解 有机溶剂法 有机溶剂法是不同化学组分的溶解性差异 而将不同多糖相互分离的纯化方法 酸性黏多糖含有的硫酸基 羧基和羟基等亲水性基团 使其易溶于水 不溶于乙醇 甲醇 丙醇和丙酮等有机溶剂 一定条件下 采用乙醇沉淀法可得到纯度为70 78 的单一多糖制品 同样的 采用甲醇和丙醇也可得到同样的效果 离子交换色谱法 离子交换色谱法适用于各种酸性 中性黏多糖 早已在粘多糖的分级分离中广泛采用 其原理是溶液中的硫酸多糖以聚阴离子的形式存在 采用阴离子交换剂对其交换吸附作用 再选择合适的溶液进行洗脱 达到其纯化的目的 根据黏多糖中己糖醛酸的羧基和硫酸基的取向 类型及数量差异 选用不同离子强度的NaCl溶液洗脱而分离 离子交换色谱法相较于其它许多分离方法的优点在于样品上样前不必浓缩 色谱柱从溶液中吸附多糖 就起到浓缩的作用