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乌桕叶水溶性多糖蛋白复合体及其组成的研究



全 文 :23※基础研究 食品科学 2003, Vol. 24, No. 9
乌桕叶水溶性多糖蛋白复合体及其组成的研究
高荫榆,霍光华,何小立,陈才水
(南昌大学食品科学教育部重点实验室,南昌 330047)
摘 要:为了查明乌桕叶水溶性多糖成分,采用溶剂提取分离,Sephadex G-100纯化并测分子量,UV-Visible光
谱检测组分,UV、IR测定其连接方式,PC、TLC、IEC测定其组成及比例。结果表明:该水溶性多糖为糖蛋
白复合体,平均分子量为53000;多糖与蛋白质组成比为94:6;含有半乳糖、葡萄糖、鼠李糖、阿拉伯糖、木
糖,单糖摩尔组成比为25:24:18:31:2;蛋白质部分以甘氨酸、丙氨酸、丝氨酸等中性氨基酸为主。含有O-型糖
肽键和α-糖苷键。同时还测定了其抗氧化活性。乌桕叶含有一种以多糖成分为主的中性杂多糖蛋白复合体,且
具有较强的清除羟自由基活性。
关键词:乌桕叶;糖蛋白;纸、薄层和离子色谱;紫外和红外光谱;抗氧化活性
Abstract :To investigate soluble polysaccharide of Chinese tallow leaf, a glycoprotein was extracted and isolated from Chinese
tallow leaf. The glycoprotein was purified by Sephadex G-100. The average molecular weight of the glycoprotein was 53000.
Quality ratio of saccharide and protein was 94:6 using sulphuric acid-phenol method and amino acid analysis. PC and TLC of
this glycoprotein indicated the saccharide component that consisted of galactose, glucose, rhamnose, arabinose, xylose with the
molar ratio of 25:24:18:31:2 respectively. Amino acid analysis of this glycoprotein showed that Gly,Ala,Ser etc. were mainly
neutral amino acid constituent. The characteristics of the glycoprotein by IR analysis showed the typical absorption of
polysaccharide and indicated the presence of α-glycoside linkage. Theβ-Elimi ation reaction demonstrated the existence of
O-glycoside linkage in this glycoprotein. At the same time, the antioxidant activity was also investigated. This was a glycoprotein
of hybrid neutral polysaccharide with hydroxyl radical scavenging activity.
Key words:Chinese tallow (S pium sebiferum Roxb.) leaf;glycoprotein;PC,TLC and IEC chromatography;
IR and UV spectra;antioxidant activity
中图分类号:R961 文献标识码:A 文章编号:1002-6630(2003)09-0023-04
乌桕(Sapium sebiferum Roxb)属大戟科乌桕属植
物。其叶用作中药材,治肉类中毒、疮、背痈、
蛇伤等[1]。从乌桕叶中已分离出降血压成分6-0-培
酰-D-葡萄糖等系列酚性成分[2],以及3种具有生物
活性的四环二萜酯化合物[3]等,但对乌桕叶多糖及蛋
白质方面研究尚未见报道。
本文以乌桕叶为材料,经提取分离纯化获得一多
糖蛋白复合物,并对其相互连接方式、组成比例及
抗氧化活性进行了研究,现报道如下。
1 实验部分
1.1材料
乌桕叶于11月中旬,采自江西农业大学校园内
的鸡爪桕的叶子。室内风干,粉碎,干燥器内贮存
平衡水分及干燥,备用。
1.2试剂
Sephadex G-100,Dextran T-10,Dextran T-40,
收稿日期:2003-03-09
作者简介:高荫榆,女,教授,博导,从事食物资源开发利用研究。
Dextran T-70,Blue Dextran2000 Pharmacia公司;
18-氨基酸标准品 Sigma公司;硅胶G和羧甲基纤
维素 青岛海洋化工集团;层析纸 新华3号;透析
袋 美国;其余试剂均为国产分析纯级试剂。
1.3仪器
DU-7紫外可见扫描分光光度计 Beckmen 公司;
Hitach 835-50型高速氨基酸自动分析仪 日立公司;
美国伯乐公司FTS-40富立叶红外光谱仪;CS-930 薄
层扫描仪 日本岛津公司;721 可见分光光度计 上
海仪器三厂。自行组装洗脱装置,恒流泵 日立公
司;分离柱 60cm×2cm。
1.4方法
多糖的提取、分离和纯化[4] 称取过40目筛的
乌桕叶干粉500g → 氯仿冷浸 →抽滤→滤渣→90%
的乙醇冷浸→抽滤→滤渣→加10倍量的蒸馏水→80
℃水浴提取3h→抽滤→滤液→60℃水浴N2 吹佛浓缩
→加1/5倍体积Sevag试剂去除游离蛋白质(重复三次
2003, Vol. 24, No. 9 食品科学 ※基础研究24
以上)→对流水透析48h→再对蒸馏水透析24h以上
→同前蒸发浓缩→加4倍体积的无水乙醇絮凝→4℃
左右放置过夜→离心→沉淀→冷藏干燥→硅胶干燥→
粗多糖7g。
凝胶层析 取适量粗多糖用水完全溶解→过
Sephadex G-100柱→0.5N NaCl溶液洗脱→分步收
集(流速为12ml/min,每4ml收集一管)→紫外
280nm 测定蛋白质和取少量样液以苯酚-硫酸显色
检测多糖→合并相同峰的收集管液→水浴吹N2浓缩
→4倍体积的无水乙醇沉淀→干燥获得乌桕叶多糖
蛋白复合体。
纯度鉴别 纸展层,展层剂为正丁醇:吡啶:水=6:
4:3(V/V/V),1cm段剪切洗下,280nm(蛋白吸收)测
光密度,绘展层曲线。
分子量的测定 以凝胶过滤法,分别将Blue
Dextran 2000,Dextran T-10,T-40,T-70,
以及多糖蛋白复合体样品过Sephadex G-100 柱,
并记录各自洗脱体积V0、V1、V4、V7、Ve,而
后将各标准葡聚糖洗脱体积与V0之比对相应分子
量的常用对数线性回归,再以Ve/V0求得样品的分
子 量 。
多糖肽的特征分析[5] 将乌桕叶糖蛋白置于
0.2mol/L NaOH 水溶液中,于45℃保温3h,测定其
紫外光谱,同时测定未用碱处理的同浓度的糖蛋白紫
外光谱。将碱解后的与未碱解的样液光密度值相减的
差值与相应的吸收波长作图。
红外光谱测定 取乌桕叶糖蛋白样品用KBr 压
片,在400~4000cm-1区间用红外光谱仪扫描。
多糖与蛋白质组成比及氨基酸组成比的测定 取
适量纯化多糖蛋白复合体,水溶解后分成两等份。
一份以酚-硫酸测糖,以Dextran T-40为标准制作对
照曲线;另一份用6N HCl 水解后测定氨基酸的总量
作为蛋白质量[6],各氨基酸折合成摩尔分子数,求氨
基酸组成比。
单糖组成的测定 利用PC定性和TLC法定性
定量。50mg糖蛋白样品溶于2N H2SO4液,封管,90
℃水浴保温15h,Ba(OH)2中和,离心取上清液。PC
展层剂为正丁醇:吡啶:水=6:4:3[7];TLC薄板制作[8]采
用0.7%CMC-Na中加入磷酸二氢钠0.2mol/L)与硅胶G
铺制薄层板,晾干,110℃活化1h,置干燥器中备
用。展层剂为正丁醇:乙酸乙酯:异丙醇:醋酸:水:吡啶
=12:34:21:12:10:10。显色剂均为苯胺-邻苯二甲酸,
TLC扫描定量。
抗氧化活性测定 清除羟自由基的铁氧化邻二
氮菲比色法[9]。
2 结果与讨论
2.1乌桕叶多糖的纯化
乌桕叶粗多糖经Sephadex G-100凝胶层析后,在
68ml 洗脱体积处得到一个主要的多糖组分峰(图1)。
该组分在280nm处有明显吸收峰,具有糖蛋白的特
征,并且两峰重叠。经纸色谱检验(图2)和对称峰
形,可认为该组分为均一多糖蛋白复合体。收集该
组分,作进一步分析。
2.2分子量的测定
Blue Dextran 2000所测的外水体积为53ml (V0),
V7/V0、V4/V0、V1/V0分别为1.43,1.65,2.2;Ve/
V0=1.5377,得乌桕糖蛋白的平均分子量为53227,约
为53000。
2.3特征红外吸收及糖苷键的类型
红外光谱图显示:多糖特征峰的波数(cm-1)分别
为3420cm-1(O-H伸缩振动),2929cm-1(C-H伸缩振
动),1655cm-1为酰胺羰基。876cm-1的峰示有半乳吡
喃糖的存在,846cm-1有峰,而890cm-1附近没有吸
收峰,表明多糖以α糖苷键相连。
2.4糖肽键的特征分析
在稀碱溶液的作用下,O-型糖肽键能发生β消
去反应,与糖链连接的丝氨酸转化成α-氨基丙烯
酸,苏氨酸转化为α-氨基丁烯酸,形成的不饱和氨
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2.5多糖与蛋白质组成比及氨基酸组成比的测定
等份的乌桕叶糖蛋白溶液测得的多糖含量为
0.5595mg/ml, 氨基酸总量为0.0366mg/ml,故此,乌
桕叶糖蛋白的多糖与蛋白质的组成比约为94:6。
其中蛋白质的氨基酸组成见表1。
2.6乌桕叶糖蛋白的单糖组成
图5 的分析表明,乌桕叶该糖蛋白复合体中多糖
的单糖组成为半乳糖、葡萄糖、鼠李糖、阿拉伯
糖、木糖。经苯胺-邻苯二甲酸显色,薄层扫描并
与已知含量的相应单糖对照品比较定量,各自除以相
应的摩尔克分子量,获得其上述顺序的单糖摩尔组成
比为:25:24:18:31:2。
氨基酸名称 含 量(μg/ml)含量相对比例 相对摩尔比例
天门冬氨酸 3.30 9.02 8.21
苏氨酸 2.72 7.42 7.54
丝氨酸 3.84 10.48 12.08
谷氨酸 3.79 10.35 8.54
甘氨酸 2.89 7.91 12.77
丙氨酸 3.38 9.22 12.54
胱氨酸 1.71 4.68 2.35
缬氨酸 2.84 7.76 8.04
蛋氨酸 0.88 2.41 1.95
异亮氨酸 1.15 3.15 2.91
亮氨酸 2.99 8.17 7.54
酪氨酸 1.41 3.86 2.58
苯丙氨酸 1.93 5.27 3.87
赖氨酸 1.04 2.84 2.35
组氨酸 微量 微量 微量
精氨酸 1.14 3.10 2.15
脯氨酸 1.59 4.35 4.57
色氨酸 微量 微量 微量
表1 乌桕叶糖蛋白及其氨基酸组成比
基酸在240nm左右处有明显吸收峰增加。图4同浓度
的乌桕叶糖蛋白稀碱处理后液与未处理液的紫外吸收
峰的差值,显示发生了β消去反应。这说明,乌桕
叶糖蛋白存在O-型糖肽键。
2.7乌桕叶糖蛋白抗氧化活性
表2 乌桕叶糖蛋白和硫脲清除羟自由基的活性
糖蛋白浓度 糖蛋白抑制率 硫脲浓度 硫脲抑制率
(mol/L) (%) (mol/L) (%)
0.0 9.7
1.89×10-6 41.5 0.8×10-4 27.4
3.77×10-6 55.8 1.6×10-4 43.0
5.66×10-6 59.0 2.4×10-4 57.4
7.55×10-6 65.2 3.2×10-4 68.2
表2可见:乌桕叶糖蛋白具有抗氧化清除羟自由
基的活性,5.66×10-6mol/L糖蛋白液的活性相当于
2.4×10-4mol/L硫脲液的活性,表明糖蛋白活性较
强。乌桕叶糖蛋白清除羟自由基活性在0.0~7.55×
10-6mol/L浓度范围内呈现出量效正比的相关性。这表
明乌桕叶糖蛋白多糖可能具有一定的生理活性。
3 小 结
3.1经CA、EI、INSPEC、OCLC、维普、中文
期刊网等检索发现:本文为首次报道乌桕叶多糖成分
的研究。
3.2乌桕叶多糖为一种水溶性多糖蛋白复合体,以
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中性杂多糖为主成分,两者组成比为94:6。平均分
子量为53000。
3.3该多糖蛋白复合体的单糖组成为半乳糖、葡萄
糖、鼠李糖、阿拉伯糖、木糖。单糖组成摩尔比
为25:24:18:31:2。蛋白质部分主要以甘氨酸、丙氨
酸、丝氨酸等中性氨基酸为主。这是一种中性多糖
蛋白复合体。
3.4该多糖蛋白复合体含有O-型糖肽键和α-糖苷
键 。
3.5自由基介导许多疾病如癌症、心血管病、老年
痴呆、风湿性关节炎等[10]。乌桕叶糖蛋白所表现出
的清除羟自由基活性表明其可能具有一定的生理活
性,具体尚待进一步研究。
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枸杞子阿拉伯半乳糖聚糖糖蛋白的
微细构造研究(Ⅱ)
秦小明 1,宁恩创 1,林华娟 2
(1. 广西大学生物技术与糖业工程学院,南宁 530005)
(2.日本歧阜大学联合农学研究科,日本歧阜市 501-1193)
摘 要:按照Taylor法(还原剂为NaBD4)将从枸杞子中分离出来的阿拉伯半乳糖聚糖糖蛋白Cp-2-B中含有的半乳糖
醛酸还原成重氢标记的半乳糖,对还原前后的样品进行甲基化处理后供GC-MS。 结果发现Cp-2-B分子中存在着非
还原末端,(1→3)- 结合以及(1→4)- 结合等3种半乳糖醛酸残基。核磁共振分析也证实了这一结论。另外,从Cp-
2-B与果胶粗酶以及果胶内切酶的反应结果可以推测出,半乳糖醛酸残基以分散状态或者短链形式存在,分子中不
存在类似果胶物质那样的、由连续的(1→4)结合的半乳糖醛酸组成的Smooth领域。
关键词:枸杞子;阿拉伯半乳聚糖糖蛋白(AGP);微细构造
Abstract:The Galacturonic acid residues in Cp-2-B were reduced by Taylor method to be Galactosyl residues using deuterium
indexed reducing reagent NaBD4, and th subjected to methylation treatment and assayed by GC-MS. The results suggested that
they contained non-reducing terminal, 3-O- and 4-O-substituted galacturonic acid residues, indicating the presence of three kinds
of galacturonic acid residues in Cp-2-B. NMR analysis was also supported this conclusion. Additionally, The actions to the
crude pectinase and endopolygalacturonase suggested that Cp-2-B had no consecutive region of (1→4) linkage Galacturonic
收稿日期:2003-02-08
作者简介:秦小明(1964-),男,博士,教研室主任,副教授,研究方向:多糖生物化学,食品化学成分的分离,构造解析,
农产品贮藏与加工。