全 文 ：药　物　生　物　技　术
Pharmaceutical Bio technology　2004 , 11(6):389 ～ 391
螺旋藻多糖的性质结构研究
张　芳1 ,王　 2 ,尹鸿萍2
(1.南京中医药大学药学院 , 江苏 南京 210029;2.中国药科大学生命科学与技术学院 , 江苏 南京 210009)
摘　要　采用高效液相色谱 、气相色谱 、特异性酶降解 、高碘酸氧化 、Smith 降解及各种化学方法进行螺旋藻
多糖分子质量 、单糖组成 、连接方式及糖苷键键型分析 ,并对各种化学成分进行测定。经检测螺旋藻多糖是一种
由多种单糖组成的复杂多糖 ,具有 β-型糖苷键 ,主链部分以 1※3 键连接为主。
关键词　螺旋藻多糖;化学结构
中图分类号:Q539　　　文献标识码:A　　　文章编号:1005-8915(2004)06-0389-03
　　钝顶螺旋藻(Spirulina Platensis , SP)是蓝藻
门 ,蓝藻纲 ,断增藻目 ,颤藻科中的螺旋藻属低等水
生植物 ,含有比其他任何食物都更丰富 、更均衡的
营养成分 ,除优质蛋白质及多种维生素 、矿物质 、叶
绿素外 ,还含有藻多糖 、β-胡萝卜素 、γ-亚麻酸等多
种不饱和脂肪酸 、肌醇等多种活性物质 。其中藻多
糖(poly saccharide of S pirulina Platensis , PSP)由
于具有广泛而复杂的生物学活性而成为目前螺旋
藻研究的热点之一 ,尤其在机体免疫机能 、抗肿瘤 、
抗辐射 、降血糖 、降血脂及抗衰老等方面具有较大
的应用前景[ 1 ,2] 。本文报道从云南螺旋藻中提取
纯化的螺旋藻多糖的化学结构 。
1　仪器与试剂
1.1　药品与试剂
D-葡萄糖 Glc(上海化学试剂公司), D-肌醇
Ino(上海伯奥生物公司), D-核糖 Rib 、L-鼠李糖
Rha 、D-葡萄糖醛酸 GlcAc、D-半乳糖醛酸 GalAc 、
D(+)盐酸氨基葡萄糖 、Dextran sulfate(DS)系列
均为 Sigma公司产品 ,α-淀粉酶(Sigma);纤维素酶
(日本 Yakult Honsha 公司);丙二胺(Fluka);
Sephadex G-100(Phamacia),强酸型阳离子交换树
脂(上海化学试剂采购供应站)。
1.2 主要仪器
NOJ-79型旋转式粘度计(同济大学机械厂);
WZZ-2型申光自动旋光仪(上海申光仪器厂);
DSC-25示差扫描量热仪;Waters HPLC 系统;752
紫外光栅分光光度计(上海精密仪器厂);惠普
6890气相色谱仪 。
2 实验方法
2.1 分离纯化
干燥螺旋藻粉 ,热水(pH 值 10)提取 8 h ,离心
合并上清液 ,减压浓缩至小体积 ,乙醇 2次沉淀 ,沉
淀物用无水乙醇洗涤 ,干燥后得粗多糖 。粗多糖以
CTAB络合 ,盐解后用离子交换树脂吸附 ,上清液
乙醇沉淀干燥后得精制多糖 。
2.2 纯度及分子质量测定
采用高效凝胶渗透色谱(HPGPC)检测多糖的
纯度和分子量。样品经 0.001 mol/L NaCl溶解 ,
浓度2 mg/ml ,进样量 20μl ,流动相为 0.001 mol/L
NaCl ,流速 0.5 ml/min。
2.3 糖含量 、硫酸根及糖醛酸含量分析[ 3]
分别以硫酸-苯酚法 、间羟联苯-四硼酸钠法及
BaCl2-明胶法进行测定 。
2.4 单糖组成及摩尔比[ 4 , 5]
多糖样品 15 mg ,溶于 1.5 ml 2 mol/L三氟乙
酸 ,充氮气封口 ,110℃油浴 2 h , 60℃减压蒸干 ,制
备成糖醇乙酸酯衍生物后进行气相色谱分析。
2.5 糖苷键键型分析[ 6]
多糖样品 2 mg分别用唾液淀粉酶及纤维素酶
酶解 ,37℃水浴 ,酶解 48 h(中间补加酶),二甲苯防
腐 ,酶解液用 Sephadex G-100 层析 ,流出液苯酚-
硫酸法检查。
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收稿日期:2004-05-10　修回日期:2004-07-12
作者简介:张芳 , 1973年生 ,女 ,河北省泊头市人 ,硕士 ,助教 ,主要研究方向真菌提取物性质结构研究。 Tel:025-86798162
2.6 高碘酸氧化及 Smiths降解[ 3 ,7]
取多糖样品加入适量高碘酸钠溶液 ,配成约
0.1%的溶液 ,置于 4℃条件下于暗处放置 ,间或振
摇 ,测定 223 nm处光吸收值 。直至达一稳定值 ,加
适量乙二醇搅拌。透析后减压浓缩至小体积 ,
NaBH4还原 ,乙酸调 pH 值 5.5 ,冻干得多糖醇 。
取上述多糖醇 10 mg , 2 mol/L TFA 110℃水
解 ,减压浓缩至干后制备成糖醇乙酸酯衍生物进行
气相层析 。
2.7　部分酸水解[ 8 , 9]
样品约 50 mg , 0.05 mol/L TFA , 110℃水解
4 h ,减压浓缩至干 ,溶于 2 ml水透析过夜 ,袋外部
分干燥后 ,制备成糖醇乙酸酯衍生物做 GC 分析 ,
袋内部分继续透析 24 h后用 2 mol/L TFA 水解后
制备成糖醇乙酸酯衍生物做 GC 分析 。
3 结　果
3.1　一般物理性质
本品为白色或类白色蓬松粉末 ,质轻 ,无气无
味 ,易溶于水 ,溶解液透明粘稠 ,微酸性 、pH 值 5.7
左右 ,不溶于乙醇 、氯仿 、丙酮 、正丁醇 、乙酸乙酯等
有机溶 剂 , 对 碱稳 定。元 素分 析表 明含 C
37.30%、H 5.84%、N 1.94%。黏度绝对值为
4.39厘泊 ,旋光度[ α] 20D-0.812 ,无明显熔点(300℃
未见液化)。
3.2　纯度及分子质量测定
结果如图 1所示 。
Fig 1　HPLC spectrum of PSP
从HPLC 图谱可见 , PSP 样品中含有两个组
分 ,其中分子质量 16 万 u 的组分积分面积占
96.7%。另一小分子质量组分含量很低 。
3.3 糖含量 、硫酸基含量及糖醛酸含量分析
分析结果表明总多糖 、硫酸基 、糖醛酸含量分
别为 56.44%、4.06%、24.18%。
3.4 单糖组成及摩尔比测定
结果如图 2所示。
Fig 2 　Gasic chromatog ram of alditol acetate derivatives
(PSP)
根据上图中各峰与相应标准品保留时间进行
对照 ,并用面积归一化法进行定量 ,证明该多糖由
CH3-Rha、Rha 、Rib 和 Glc 组成 , 相互摩尔比为
1.21∶2.18∶0.45∶1(已经校正因子校正)。
3.5　糖苷键键型分析结果
多糖样品经α-淀粉酶酶解48 h经层析检查 ,峰
形仍为单一对称峰 ,说明未被α-淀粉酶降解 ,再经
纤维素酶酶解 48 h后 ,透析袋内部分经层析检查 ,
发现多糖主体结构被降解。实验结果说明 ,多糖结
构中存在的主要为 β-型糖苷键。
3.6 高碘酸氧化及 Smiths降解结果
多糖样品经高碘酸氧化 ,约 1周后 IO-4 的消耗
达稳定值 ,用 0.01 mol/L NaOH 滴定 ,用去 1.0 ml
NaOH 。结果表明 ,平均每摩尔己糖残基消耗 0.
652摩尔高碘酸 ,同时释放 0.033摩尔甲酸。
从高碘酸的消耗量来看 ,分子中存在不被高碘
酸氧化的键型 1※3键且含量较高 。
单从甲酸的释放量来说 ,此多糖结构中含有少
量 1※6键。
因为高碘酸的消耗量远远大于甲酸生成量的
两倍 ,说明结构中存在一些只消耗高碘酸 ,而不释
放甲酸的键型 ,即存在 1※2或 1※4键 。
经 Smiths降解后 ,降解产物完全酸水解后用
气相色谱分析 ,检出大量葡萄糖 ,说明存在 1※3
键;未检识出赤藓糖醇 ,说明结构中无 1※4结构 。
综上所述 ,此多糖分子中存在 1※3键 、1※6
键和 1※2键 ,且很有可能存在多分枝结构 。
3.7 部分酸水解分析结果
部分酸水解产物经气相色谱检查 ,由透析袋外
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部分仅检出 CH3-Rha ,说明 CH3-Rha 位于多糖支
链或主链的末端残基 ,因而在弱酸条件下即可切断
与主链的连接。透析袋内部分经分子筛层析检测
发现分子量仍较大 ,经酸水解后气相色谱分析 ,单
糖组成种类也未发生明显变化 ,但其中 CH3-Rha
所占比例大大下降 ,推测多糖主链部分含 1※6键 ,
因1※6键对弱酸水解相对稳定 ,这也与高碘酸氧
化结果一致。
根据高碘酸氧化及 Smiths 降解 、部分酸水解
结果综合分析 ,该多糖为复杂的分支结构 ,主链部
分以 1※3键连接为主 ,还有少量 1※6键连接 ,支
链为 1※2键连接。详细的结构组成方式需要甲基
化和核磁共振结果共同验证。
4 讨　论
螺旋藻多糖结构较为复杂 ,为国内首次报道 。
其结构的精细分析还需要甲基化处理后进行 GC-
MS测定及核磁共振进一步研究[ 10] 。初步的药理
研究表明该多糖有一定的抗癌作用和保护白细胞
的作用 ,与化疗药物配伍于荷瘤动物的实验性治
疗 ,有显著提高抑瘤率和降低毒副作用的效果 。
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Study on Chemical Structure of Polysaccharide from Spirulina Platensis
ZHANG Fang
1 ,WANG Min2 , YIN Hong-ping2
(1.Pharmacology College of Nanj ing Universi ty of Tradit ional Chinese Medicine , Nanj ing 210029 ,
China ;2.China Pharmaceut ical Universi ty , Nanjing 210009 , China)
Abstract　PSP is a novel sulfate polysaccharide w ith complicate chemical structure.To invest ig ate the
chemical structure of PSP , several methods such as HPLC , enzyme deg radation , partial and complete acidic
hydrolysis were used to determine the sugar composition , linkage models , main chain , side chain and branch
point of PSP.As a conclution , the PSP is a sulfate heterpoly saccharide.The g lycosidic of PSP is of β
configuration and i t also has a backbone of β(1※3).
Key words　Spirulina Platensis polysaccharide , Structure analysis
·信　息·
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