【多糖分子修饰研究概述3200字】

多糖分子修饰研究概述目录TOC\o"1-3"\h\u3676多糖分子修饰研究概述 118321.1多糖羧甲基化修饰工艺及其活性研究 1325721.2多糖磷酸化修饰工艺及其活性研究 2103161.3其他多糖修饰 31.1多糖羧甲基化修饰工艺及其活性研究目前多糖羧甲基化采用的修饰方法是通过构建NaOH-氯乙酸体系进行修饰，其中选用NaOH主要是可以将多糖样品醚化，在碱性条件下再与氯乙酸发生反应，从而得到羧甲基化多糖。根据文献ADDINNE.Ref.{FAD82DBB-7FC1-421D-B44A-CB2522904BD7}[55]可知，多糖羧甲基化修饰反应的发生位点通常为糖残基上的醇羟基，在经过羧甲基化修饰以后，被-CH2COO-基团取代。多糖羧甲基化修饰最大的优势就是可以在一定程度上改善多糖的水溶性，另外羧甲基化修饰多糖以后，将会有利于多糖抗肿瘤活性的研究，多糖羧甲基化反应原理如图1.1所示。图1.1多糖羧甲基化修饰反应原理Fig.1.1PrincipleofcarboxymethylationmodificationofpolysaccharideChakkaADDINNE.Ref.{320DA4F2-A457-45B9-AF17-F3E07D994064}[56]等在研究中表明，多糖的羧甲基化显著提高了天然多糖的生物活性和水溶性，提供了结构多样性，甚至增加了新的生物活性。江乐明等ADDINNE.Ref.{DEFB12EC-9DB4-4C9E-BE55-22678532CD56}[57]建立体外树突细胞模型研究羧甲基化修饰后大粒车前子多糖的生物活性，羧甲基化大粒车前子的合成通过构建氢氧化钠和氯乙酸反应体系进行，结果表明取代度在0.5-0.6的羧甲基化大粒车前子多糖，可以明显增强多糖促进树突状细胞分泌细胞因子IL-12p70的作用。曹莉莉ADDINNE.Ref.{5355CFD9-0F31-43FD-97B3-53A65FCBAEA8}[58]等构建氢氧化钠-异丙醇-氯乙酸钠反应体系合成羧甲基化余甘多糖，以清除ABTS自由基、DPPH自由基、亚硝酸盐（NO2-）的能力以及通过细胞实验研究其对人肝癌细胞（HepG-2）的抑制作用为指标以评价余甘多糖羧甲基化修饰后的生物活性，结果表明羧甲基化余甘多糖清除NO2-作用显著增强，并且增强了抑制HepG-2增殖的能力，但羧甲基化多糖清除ABTS自由基和DPPH自由基的能力均减弱。熊芳琪ADDINNE.Ref.{17A1585C-216E-4DA2-B985-1E31FE4D1E83}[59]等使用了不同浓度洗脱液对羧甲基化茯苓多糖进行洗脱，通过构建体外抗氧化实验研究各个浓度洗脱液洗脱得到的羧甲基化茯苓多糖的抗氧化活性，根据实验结果可知羧甲基化茯苓多糖的体外抗氧化活性与多糖浓度呈正比例关系。研究表明，羧甲基化修饰可以在一定程度上增强多糖的生物活性或者赋予新的生物活性，但是在一些情况下，也可能会减弱多糖的生物活性，因此，在对多糖进行羧甲基化修饰时应该建立评价标准，这也将更有利于多糖生物活性的研究。1.2多糖磷酸化修饰工艺及其活性研究近年来除了多糖，许多多糖衍生物也被证实了其生物活性有益于人体健康。这也让多糖衍生物受到了科研工作者的关注。对多糖的分子修饰就是多糖衍生物中研究较为广泛的一类。目前从自然界的植物多糖和动物多糖中较难提取出磷酸化多糖，来自菌类的天然磷酸化多糖较为常见。所以对多糖分子进行磷酸化修饰获得磷酸化多糖具有重要意义。不过磷酸基团具有较大的分子结构与空间位阻，这也增加了分子修饰后结构的不可预见性，还有就是大分子磷酸基团增加了反应难度。细胞生物膜是由磷脂双分子层构成的，所以多糖磷酸化后可能会增加其细胞膜的通透性，从而提高多糖的生物活性。向多糖分子中引入磷酸酯基团是一种常用活化步骤，磷酸盐修饰多糖是现在常用的多糖磷酸化途径。常用的多糖磷酸化试剂有三聚隣酸钠、三偏磷酸钠、磷酸二氢钠等。多糖采用磷酸酯化修饰主要是为了降低多糖的溶解性，同时也可改变多糖的生物活性。ChenADDINNE.Ref.{DB27B8F7-CFC5-4923-93DA-8F4E93739F92}[60]等采用热水浸提法从大蒜中提取大蒜多糖并磷酸化修饰大蒜多糖，实验结果显示大蒜多糖和磷酸化大蒜多糖均具有清除超氧阴离子和羟自由基的能力，而且磷酸化大蒜多糖的抗氧化活性高于大蒜多糖。ZhangADDINNE.Ref.{2A22B978-E580-4924-A0C0-66DB1CC07AB5}[61]等从海棠红藻中提取的卟啉是一种植物多糖，对其磷酸化修饰后发现它增强了对羟基自由基的清除能力。李益ADDINNE.Ref.{5A068FF2-4ACC-45E2-8879-17F5E12B4B03}[62]等研究磷酸化香菇多糖的反应条件，通过对反应pH、反应温度等单因素探索最佳的修饰条件，根据响应面法得出的最佳反应条件，磷酸化香菇多糖的磷酸根含量达到8.99%。DengADDINNE.Ref.{879E9A11-363E-4945-8E0F-C5F0BA7A5E80}[63]等研究了磷酸化竹荪多糖的一些理化性质，实验中发现其DPPH清除率和羟基自由基的清除率高于竹荪多糖，并且磷酸化竹荪多糖抑制肿瘤细胞生长的能力也明显高于竹荪多糖。有研究采用三偏磷酸钠对车前子多糖进行磷酸化修饰ADDINNE.Ref.{8423A5CB-029B-4220-A927-B9F5EF084D52}[64]，通过对其流变性质、交联密度等理化性质的分析发现磷酸化车前子多糖具有类似于水凝胶的高溶胀指数，而且磷酸化车前子多糖具有类似于卡波姆的粘膜粘附性。ZhangADDINNE.Ref.{2BA7C71B-D7E3-49DB-B66A-B2527256EA8D}[65]等对瓜蒌皮多糖进行磷酸化修饰并探究了磷酸化瓜蒌皮多糖的抗衰老活性。磷酸化前后瓜蒌皮多糖的抗衰老活性显示两者都对D-半乳糖诱导的小鼠表现出较好的抗衰老活性，其中磷酸化瓜蒌皮多糖的抗衰老活性要明显高于瓜蒌皮多糖。1.3其他多糖修饰多糖经过分子修饰后，得到了各种不同类型结构和生物活性的衍生物。多糖的生物活性也通过分子修饰得到改善，同时也会一定程度上改善其水溶性，这些理化性质的改变提高它们的生物利用度和在不同生物系统中的应用。因此，对多糖进行分子修饰时应建立评价指标，以便于我们选择更有利于发挥多糖生物活性的修饰方法。目前，常用的多糖的分子修饰除了磷酸化修饰外，还有磺酰化、硫酸酯化和烷基化等修饰方法。多糖磺酰化修饰多糖与相应的磺酰化试剂在一定的反应条件下，多糖上的某些羟基接上磺酰基团，即可得到磺酰化多糖。多糖经磺酰化修饰后，一般溶解性和生物活性均有改善。张强ADDINNE.Ref.{58CF5273-F467-4174-A05A-1FA970328619}[66]采用苯磺酰氯等试剂、N,N-二甲基甲酰胺等溶剂制备磺酰化茯苓多糖，实验结果显示，磺酰化茯苓多糖增强了对DPPH、超氧根离子和羟基自由基的清除能力。赵吉福ADDINNE.Ref.{A0F3750A-8DEE-407C-B0F1-C255C9F5561F}[67]等对茯苓多糖进行了磺酰化修饰制备磺酰化新茯苓多糖，然后经过纯化得单一分子量的磺酰化茯苓多糖，经磺酰化修饰的多糖具有良好的水溶性，动物试验结果显示磺酰化后的新茯苓多糖具有显著抗肿瘤作用。LiuADDINNE.Ref.{D003EA20-7526-418F-A79B-4511587244B7}[68]等从黄精中提取黄精中性多糖，然后对黄精中性多糖进行磺酰化、硫酸化、乙酰化和羧甲基化修饰并测定其对疱疹病毒的抑制效果。实验结果表明，硫酸化黄精多糖可明显的抑制单纯疱疹病毒作用。磺酰化多糖能有效的抑制疱疹病毒，乙酰化黄精多糖的抑制效果稍差，而羧甲基化黄精多糖对疱疹病毒几乎没有抑制作用。图1.2淀粉的磺酰化反应Fig1.2Sulfonylationofstarch多糖硫酸酯化修饰硫酸酯化多糖是多糖分子中羟基带有硫酸根的多糖，反应原理如图1.2所示。硫酸化修饰可以显著改善多糖的结构特征，提高生物活性，甚至为多糖增加新的生物活性。对多糖硫酸化修饰的研究可以促进其在药物、食品领域的应用ADDINNE.Ref.{E82BA529-40CB-4044-A9B3-EFD7D9167D56}[69]。硫酸酯化多糖具有良好的抗病毒活性，但是如果多糖分子中过量的硫酸根可能会造成出血等不良反应，通过激活抗凝血酶产生抗凝血的肝素及其衍生物就是一种典型的硫酸酯化多糖ADDINNE.Ref.{4BBF7480-4BC7-447B-AE3C-3E8685C72443}[70-72]。另外，硫酸酯化多糖的取代度以及取代基结合位点等因素都会在一定程度上对多糖的生物活性产生影响。从青钱柳中提取的硫酸多糖与天然多糖对比，青钱柳硫酸多糖可以显著增强了巨噬细胞一氧化氮(NO)的释放和吞噬活性[49]。可明显增强人体的免疫调节作用，具有成为功能性食品的良好前景。图1.3多糖硫酸酯化修饰反应原理Fig.1.3Principleofpolysaccharidesulfationmodificationreaction多糖烷基化修饰多糖的烷基化修饰是指向多糖主链引入不同长度和种类的烷基，对多糖主链进行适当的烷基化修饰，可以提高多糖的溶解度，对多糖链的甲基化分析广泛用于寡糖和多糖的结构测定ADDINNE.Ref.{B0C8686A-292B-4D92-9FE8-AA451C7E3025}[73]。目前有关多糖烷基化修饰的研究报道相对较少，壳聚糖烷基化修饰原理如图1.3所示，有研究表明烷基化修饰壳聚糖ADDINNE.Ref.{D7B47E4C-A84D-4755-9537-F9686D048A89}[74]，壳聚糖分子N-烷基化后的促凝血能力高于壳聚糖，而且促凝血效果在一定的范围内随着烷基碳链长度的增加而增强。林秀珠ADDINNE.Ref.{3CCFC471-79DE-4E74-A8E4-786FEF45D7CC}[75]等对采用发酵的方法制备普鲁兰多糖并对其进行烷基化分子修饰，实验结果表明烷基化普鲁兰多糖具有更高的热稳定性，而且烷基化普鲁兰多糖的疏水性也增强了，其水溶性的减弱扩大了普鲁兰多糖的应用范围。图1.4壳聚糖的烷基化反应Fig.1.4Thealkylationreactionofchitosan乙酰基化利用乙酰化试剂可以在多糖的羟基或者胺基部位引入乙酰基，导致多糖分子伸展变化，从而改善多糖的水溶性，多糖分子的定向性和横次序也由于乙酰基的引入得到改变，继而增强多糖的生物活性[42]，乙酰化反应原理