米邦塔仙人掌多糖结构和功能性质的研究

论文摘要

米邦塔仙人掌（Opuntia Milpa Alta）为仙人掌科（Cactaceae）仙人掌属（Opuntiaficus-indica）。以该仙人掌（上海奇丰农艺园产）为原料,对其多糖的提取、分离纯化,活性多糖的结构表征和抗凝血活性进行了研究,主要研究结果如下:分析了原料米邦塔仙人掌茎的化学成分:水分95.7%,粗蛋白0.73%,粗脂肪0.17%,粗纤维0.77%,还原糖0.11%,多糖0.86%,灰分0.88%。比较了胶体磨均质水提仙人掌粗多糖与传统水提仙人掌粗多糖的属性,结果表明高速短时胶体磨均质可使仙人掌浆液粘度下降34%,而在粒径及分布、多糖红外光谱特征与传统水提粗多糖无统计意义上差异。在此基础上,以粗多糖得率为响应,Box-Benhnken中心组合试验及响应面分析,确定了粗多糖提取的最佳工艺参数:提取温度86.1℃、提取时间3.61h、水料比3.72:1。粗多糖（CP）得率为0.694%。紫外、红外与HPGPC法显示粗多糖经DEAE-Sepharose CL-6B及Sepharose CL-6B层析柱纯化得到三个均一多糖组分WSP1、WSP2a和WSP3,三者分子量分别为2.32×106、1.26×106和7.92×106Da。WSP2a为CP主要组分（45.21%）,系由阿拉伯糖、半乳糖、木糖、鼠李糖、和少量甘露糖、葡萄糖构成。经过单糖组成和FT-IR分析推测WSP2a是一种鼠李半乳聚糖,并采用FT-IR法测得WSP2a的酯化度为41.9%。采用多糖部分酸水解和甲基化分析的化学方法,结合GC-MS、NMR和2D NMR技术对仙人掌的多糖WSP2a及其部分酸水解多糖进行结构分析,结果表明,WSP2a主链由→4)-α-D-GalpA（1→2,4）-β-L-Rhap(1→-构成。支链一为含有末端半乳糖α-D-Galp（1→,通过（1→4）键连结在→2,4）-α-L-Rhap（1→的C-4位上;支链二为由两个相连接的半乳糖→6）-β-D-Galp（1,3→6）-β-D-Galp(1,3→为核心的支链构成,末端阿拉伯糖α-L-Arap(1→,通过（1→3）键连在半乳糖C-3位上,β-D-Galp（1→通过（1→4）键连接于主链上→2,4）-β-L-Rhap(1→的C-4位;末端木糖α-L-Xylf(1→,通过（1→3）键连接于次主链上。首次采用原子力显微镜对CP、WSP2a高级结构进行了观察,发现CP缠绕成股,股径约150～200 nm,长约0.7-1.5μm;WSP2a直径10-40 nm,长约0.05-0.7μm不等,高度约为15-20 nm。选用活化部分凝血活酶时间（APTT）作CP、WSP1、WSP2a和WSP3的抗凝血活性体外初筛指标,PT和TT监测指标进一步显示WSP2a具有良好的抗凝血活性。WSP2a体内检测高剂量时能够显著延长APTT和TT,表明其作用途径为内源性和共同凝血途径。通过阳性对照,初步探讨了WSP2的抗凝机制为,WSP2与纤维蛋白原结合,以及与ATⅢ结合形成复合物,激活抗凝血酶ATⅢ,灭活凝血酶,阻止凝血酶和纤维蛋白原的结合,延缓纤维蛋白的生成速率。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 缩略表
• 第一章 绪论
• 1.1 仙人掌概述
• 1.1.1 食用仙人掌的品种
• 1.1.2 米邦塔仙人掌的主要化学成分
• 1.1.3 仙人掌属植物的药理功能
• 1.2 仙人掌多糖国内外研究进展
• 1.2.1 多糖简介
• 1.2.2 仙人掌多糖提取、分离与纯化
• 1.2.3 仙人掌多糖糖链结构
• 1.2.4 仙人掌多糖流变性能
• 1.2.5 仙人掌多糖与鼠李半乳聚糖生理活性的研究
• 1.3 多糖抗凝血作用概述
• 1.3.1 肝素类多糖
• 1.3.2 非肝素类多糖
• 1.4 立题背景和意义
• 1.5 本论文研究的主要内容
• 参考文献
• 第二章 仙人掌多糖的提取工艺研究
• 2.1 前言
• 2.2 材料与设备
• 2.2.1 原料
• 2.2.2 试剂
• 2.2.3 主要仪器
• 2.3 实验方法
• 2.3.1 仙人掌化学组成分析
• 2.3.2 仙人掌多糖提取工艺
• 2.3.3 红外光谱（IR）分析
• 2.3.4 体外活化部分凝血活酶时间测定及统计分析
• 2.4 结果与讨论
• 2.4.1 原料的化学组成分析
• 2.4.2 胶体磨均质提取仙人掌多糖
• 2.4.3 仙人掌多糖的提取工艺
• 2.4.4 仙人掌多糖抗凝血活性初筛分析
• 2.5 本章小结
• 参考文献
• 第三章 仙人掌多糖的分离纯化
• 3.1 前言
• 3.2 材料与设备
• 3.2.1 试剂
• 3.2.2 主要仪器
• 3.3 实验方法
• 3.3.1 DEAE-Sepharose CL-6B层析柱分级纯化
• 3.3.2 Sepharose CL-6B层析柱分级纯化
• 3.3.3 多糖质量分数测定
• 3.3.4 化学组成分析
• 3.3.5 紫外光谱（UV）分析
• 3.3.6 旋光度测定
• 3.3.7 酯化度（DE）的测定
• 3.3.8 体外活化部分凝血活酶时间测定
• 3.4 结果与讨论
• 3.4.1 仙人掌粗多糖DEAE-Sepharose CL-6B层析柱分级纯化
• 3.4.2 纯度鉴定及重均分子量
• 3.4.3 Sepharose CL-6B层析柱分级纯化
• 3.4.4 WSP1、WSP2a、WSP3单糖组成
• 3.4.5 紫外光谱与氨基酸分析
• 3.4.6 红外光谱分析
• 3.4.7 旋光度分析
• 3.4.8 酯化度分析
• 3.4.9 体外活化部分凝血活酶时间分析
• 3.5 本章小结
• 参考文献
• 第四章 仙人掌多糖WSP2a结构分析
• 4.1 前言
• 4.2 材料与设备
• 4.2.1 原料
• 4.2.2 试剂
• 4.2.3 主要仪器
• 4.3 实验方法
• 4.3.1 元素分析
• 4.3.2 单糖组成鉴别
• 4.3.3 部分酸水解
• 4.3.4 高碘酸氧化
• 4.3.5 Smith降解
• 4.3.6 甲基化方法
• 4.3.7 NMR分析
• 4.3.8 AFM观测方法
• 4.3.9 扫描电镜观测方法
• 4.4 结果与讨论
• 4.4.1 元素分析
• 4.4.2 组成单糖鉴别分析
• 4.4.3 部分酸水解、完全酸水解分析
• 4.4.4 高碘酸氧化、Smith降解及甲基化分析
• 4.4.5 NMR分析
• 4.4.6 STM与AFM观察分析
• 4.5 本章小结
• 参考文献
• 第五章 仙人掌多糖抗凝血活性研究
• 5.1 前言
• 5.2 材料与设备
• 5.2.1 实验材料
• 5.2.2 主要仪器设备
• 5.3 实验方法
• 5.3.1 血浆制备
• 5.3.2 动物分组及数据处理
• 5.3.3 凝血时间与出血时间测定
• 5.3.4 活化部分凝血活酶时间的测定
• 5.3.5 凝血酶时间测定
• 5.3.6 凝血酶原时间测定
• 5.3.7 复钙时间测定
• 5.3.8 纤维蛋白原生成纤维蛋白抑制率测定
• 5.3.9 血小板聚集率的测定
• 5.3.10 WSP2羧基还原与皂化
• 5.3.11 血栓湿重测定
• 5.4 结果和讨论
• 5.4.1 仙人掌粗多糖对CT、BT的影响
• 5.4.2 仙人掌多糖对体外APTT、PT和TT的影响
• 5.4.3 仙人掌多糖对体内APTT、PT和TT的影响
• 5.4.4 仙人掌多糖WSP2对复钙时间的影响
• 5.4.5 仙人掌多糖对血小板聚集的影响
• 5.4.6 WSP2对纤维蛋白原生成纤维蛋白的影响及机理初探
• 5.4.7 仙人掌多糖CP和WSP2抗血栓形成的影响
• 5.5 本章小结
• 参考文献
• 主要结论
• 展望
• 主要创新点
• 攻读博士学位期间发表的学术论文
• 致谢