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银杏外种皮多糖的研究进展. 任 莉. 前言. 银杏外种皮多糖( Ginkgo biloba exocarp polysaccharides, GBEP )是从银杏的外种皮中提得的活性多糖。由于银杏外种皮多糖在其原产地是废弃品,不仅污染环境也造成资源浪费,所以从中提取出多糖用于医药保健研究能变废为宝,具有广阔的应用前景。. 多糖简介及国内外研究概况 GBEP 的提取 GBEP 成分分析 GBEP 分子量含量测定 GBEP 的 分离纯化 GBEP 药理作用. 1 多糖简介及国内外研究概况.
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银杏外种皮多糖的研究进展 任 莉
前言 银杏外种皮多糖(Ginkgo biloba exocarp polysaccharides, GBEP)是从银杏的外种皮中提得的活性多糖。由于银杏外种皮多糖在其原产地是废弃品,不仅污染环境也造成资源浪费,所以从中提取出多糖用于医药保健研究能变废为宝,具有广阔的应用前景。
多糖简介及国内外研究概况 • GBEP的提取 • GBEP成分分析 • GBEP分子量含量测定 • GBEP的分离纯化 • GBEP药理作用
多糖是自然界中、含量最丰富的生物聚合物,几乎存在于所有的生物中,具有能量储存、结构支持、防御功能和抗原决定性等多方面的生物功能;有些多糖或其衍生物还有多种药理活性,所以近年来多糖成为天然药物研究的一个热点。多糖是自然界中、含量最丰富的生物聚合物,几乎存在于所有的生物中,具有能量储存、结构支持、防御功能和抗原决定性等多方面的生物功能;有些多糖或其衍生物还有多种药理活性,所以近年来多糖成为天然药物研究的一个热点。
遗传因素 糖基转移酶活性 种属特异性 组成结构复杂 不同生物来源 多糖的生物合成 养分 季节 温度
关于银杏外种皮多糖(GBEP),国外研究得较少,国内扬州大学医药研究所近十年来一直致力于GBEP的研究与开发,其GBEP的制备技术已获国家发明专利,对GBEP的药理学作用也进行了系统深入的研究。关于银杏外种皮多糖(GBEP),国外研究得较少,国内扬州大学医药研究所近十年来一直致力于GBEP的研究与开发,其GBEP的制备技术已获国家发明专利,对GBEP的药理学作用也进行了系统深入的研究。
常规 过滤 银杏外种皮 滤液合并浓缩 加水煎煮2-3次 沉淀 乙醇终浓 度在60% 充分混合静置 加入95% 的乙醇 水溶,抽滤 醇沉 反复 干燥 灰白色或浅 咖啡色粉末 乙醇洗涤数次 沉淀物
工作原理:冷冻过程:一方面是真空系统进行抽真空把一部分水分带走;另一方面是物料受冻时把某些分子中所含水分排到物料的表面冻结。达到冷冻要求后,由加热系统对物料加热干燥,通过抽真空把物料中所含的水分带到冷冻捕集箱结冻,达到物料冷冻干燥的要求。 美国virtis 公司 BENCHTOP 2K冷冻真空干燥机
3.1 GBEP的定性分析 3.1.1理化性质 3.1.2纸层析 3.2 GBEP的定量分析
3.1.1理化性质 XT-4熔点测定仪 熔点为208-210℃ 碘液反应 不变色,不含淀粉 莫利许反应 紫色环显示含糖 不显橙红色,不含黄酮类 镁粉-浓盐酸 中性盐、三氯醋酸 无絮状物,无游离蛋白质 茚三酮反应蓝紫色 280nm紫外光谱吸收峰 含蛋白质结构部分
GBEP红外光谱图 红外光谱检测显示该多糖构型为α-呋喃糖糖苷键构型,且含酰胺键;
滤纸:新华1号层析滤纸 层析时间:4h 溶剂:正丁醇:冰醋酸:水=4∶1∶5; 正丁醇:吡啶:水=3∶2∶1.5 显色剂:苯胺-邻苯二甲酸。 粉红色斑点:木糖、阿拉伯糖 棕黄色斑点:鼠李糖、半乳糖、葡萄糖及果糖 纸层析结果表明:未经水解的GBEP水溶液展开,未见单糖斑点。水解后的样品与标准品对 照,结果显示含葡萄糖、果糖半乳糖、鼠李糖。 GBEP纸层析图 1 鼠李糖 2 果糖 3 GBEP酸水解液 4 葡萄糖 5 半乳糖
用硫酸-蒽酮法测定该多糖的总糖含量为89.7%,用斐林-吴宪法测定该多糖的还原糖含量仅为5.1%,从而得出GBEP中多糖含量=总糖含量-还原糖含量=84.6%。用硫酸-蒽酮法测定该多糖的总糖含量为89.7%,用斐林-吴宪法测定该多糖的还原糖含量仅为5.1%,从而得出GBEP中多糖含量=总糖含量-还原糖含量=84.6%。
采用高效液相色谱法(High Performance Liquid Chromatography,HPLC)法可同时测定GBEP的分子量及含量,本方法灵敏度高,操作简便,重现性好。 • 采用PL aquagel-OH MIXED(7.5mm×300mm,8μm)色谱柱,示差折光检测器中进行检测,流动相为超纯水,以右旋糖酐(Dextran)标样作标准曲线,同时测定样品中多糖的分子量及其含量,此项研究工作我们正在进行中。 型号:HP1100
4 GBEP的分离纯化 多糖的分离纯化方法主要有: 1.分级沉淀法 2.季铵盐络合法 3.离子交换层析法 4.制备性区带电泳
目前GBEP的分离和纯化工作还没有人做过,但是如果GBEP要作为一种新药被开发出来,就必须去处其中所含蛋白质、单糖等杂质对多糖药效的干扰。目前GBEP的分离和纯化工作还没有人做过,但是如果GBEP要作为一种新药被开发出来,就必须去处其中所含蛋白质、单糖等杂质对多糖药效的干扰。 笔者查阅了其它相关多糖分离纯化的文献,总结如下:
4.1香菇多糖分离纯化技术 用BECM法脱蛋白的结果表明,杂蛋白的去除率为99.98%。甲醇分级沉淀得三种多糖L1,L2,L3
4.2人工培养蛹虫草多糖的分离纯化 采用Sephadex G100柱色谱法进行了分离纯化,结果分离得到CPS-1、CPS-2、CPS-3 3种多糖。
4.3 芦荟多糖的分离纯化 芦荟多糖经DEAE-C32柱层析分离, Sephadex G100进一步纯化,得AⅠ、AⅡ和AⅢ三种芦荟多糖。红外光谱鉴定芦荟多糖主要为吡喃多糖。
4.4灰树花的分离纯化 将灰树花醇析后的多糖粗品经H2O2脱色,Sevag法脱蛋白,透析,DEAE Sepharose Fast Flow柱层析纯化,得到灰树花胞外纯多糖GLP。 推测其结构是具有(1→6)和(1→3)β型葡聚糖。
5 GBEP的药理作用研究 • 5.1免疫促进作用 • 5.2抗衰老作用 • 5.3对恶性肿瘤的影响 • 5.4抗炎作用
5.1免疫促进作用 机体的免疫功能尤其是T淋巴细胞介导的细胞免疫功能状态与恶性肿瘤的发生及转移有着密切的关系。 资料表明:进行性肿瘤患者的T淋巴细胞数量及功能均低于正常。GBEP腹腔注射和(或)灌胃给药,可促进正常小鼠和荷瘤(皮下接种S180,下同)ICR小鼠特异性体液和细胞免疫功能以及非特异性免疫功能,这对防癌抗癌是有积极意义的。
5.1.1对正常小鼠的免疫促进作用 GBEP可促进刀豆蛋白(ConA)诱导的正常小鼠脾脏T细胞增殖和脂多糖(LPS)诱导的正常小鼠脾脏B细胞增殖,MTT法显示GBEP终浓度100、200ug/ml两个浓度组体外显著促进小鼠T淋巴细胞、B淋巴细胞的增殖;L929细胞作为靶细胞,中性红法显示GBEP终浓度33、66、133ug/ml三个浓度均能体外显著促进BABL/c小鼠脾细胞悬液中巨噬细胞(NKC)的活性;利用BABL/c小鼠脾细胞悬液制备白细胞介素-2(IL-2)粗制品,MTT法显示GBEP终浓度100、200ug/ml两个浓度组体外显著促进T 淋巴细胞、B淋巴细胞增殖及IL-2活性。
5.2.2对荷瘤小鼠的免疫促进作用 小鼠在接种某些恶性肿瘤瘤株一定的时间以后,其免疫功能将会低于正常小鼠。 GBEP体外和或灌胃给药,可促进荷瘤小鼠的免疫功能,包括促进荷瘤小鼠脾脏T细胞和B细胞增殖以及脾脏NKC和IL-2活性。
5.2抗衰老作用 衰老的自由基学说认为,机体有清除各种自由基的防御性酶系,当大量自由基在体内生成而超出防御酶系的清除能力时,即引起疾病和机体衰老。 超氧化物歧化酶(SOD)是机体清除自由基的一种重要酶系,对机体氧化和抗氧化平衡起着至关重要的作用。过氧化酯质丙二醛(MDA)等是自由基攻击生物体的主要产物,MDA生成的多少可间接反映细胞损伤的程度。
研究发现用GBEP给荷瘤小鼠、环磷酰胺(CTX)抑制小鼠及正常小鼠灌胃给药,检测小鼠血清SOD及MDA含量,发现GBEP可明显提高荷瘤小鼠血清SOD活性,并能降低MDA含量,也能改善CTX抑制小鼠的上述指标,但对正常小鼠无明显影响,表明GBEP有促进机体在病理状态下的自由基清除能力。 同时GBEP可延长小鼠游泳时间及缺氧时的存活时间,并能对抗CTX所抑制的小鼠迟发型皮肤超敏反应(DCH),提高CTX所抑制的小鼠IL-2活性,表明可增强免疫抑制状态小鼠的免疫功能,提示GBEP可延长小鼠的衰老。
5.3 对恶性肿瘤的影响 恶性肿瘤的发生发展,常与细胞的增殖、分化(differentiation)、凋亡(apoptosis)等基本生命活动有关。许多化疗药物通过诱导和增强肿瘤细胞凋亡而发挥治疗作用。
5.3.1对小鼠移植性肿瘤的影响 GBEP抗肿瘤活性表现在它对小鼠肿瘤生长不仅具有一定的抑制作用,还具有一定的细胞毒作用。研究表明GBEP可抑制小鼠移植性实体瘤S180和Heps肝癌的生长,在一定程度上可延长艾氏腹水癌和Heps肝癌腹水癌小鼠的生存期。超微结构观察显示,GBEP对S180实体瘤瘤细胞有直接杀伤作用。流式细胞术分析结果显示,GBEP可干扰小鼠肝癌细胞在细胞周期中的进程,诱导肝癌细胞凋亡。
5.3.2对人胃癌细胞的影响 失控的增殖是大多数恶性肿瘤的特征。用MTT法观察GBEP对胃腺癌细胞株SGC-7901增值的抑制作用。研究结果表明GBEP在10~320μg/ml剂量下,体外作用24~72h,对SGC-7901细胞体外增殖具有抑制作用,其抑制率随剂量增加和时间延长而增加。研究结果还表明,GBEP在10-160μg/ml剂量下,与0.4和4.0μg/ml剂量的阿霉素合用,可提高对SGC-7901的抑制率,二者具有协同效应。
5.4抗炎作用 GBEP腹腔注射或或灌胃给药,可减轻二甲苯所致小鼠耳廓渗出和水肿,可对抗乙酸所致小鼠腹腔毛细血管通透性增高,能抑制角叉菜胶所致大鼠足肿胀,提示GBEP可抑制小鼠和大鼠的急性炎症反应;GBEP可抑制Freund氏完全佐剂所致大鼠免疫性足跖肿胀,提示GBEP可抑制大鼠免疫性炎症反应;GBEP可抑制棉球所致大鼠肉芽组织增生,提示GBEP可抑制大鼠慢性炎症反应。