全 文 :第 24卷 第 4期
2009年 8月
天津科技大学学报
Journal of Tianjin University of Science & Technology Vol.24 No. 4 Aug. 2009
收稿日期:2008-11-19;修回日期:2009-02-25
作者简介:杨庆伟(1983—),男,天津人,硕士研究生,yangqingwei222@163.com.
灰树花菌丝体多糖的硫酸酯化及其降血脂作用
杨庆伟,鲁梅芳,金玉妍
(天津科技大学食品工程与生物技术学院,天津 300457)
摘 要:对灰树花菌丝体的水不溶性多糖进行硫酸酯化,得到硫酸酯化多糖(S-GF),并对其进行降血脂活性研究.通
过对 S-GF 的红外光谱分析,其中两个特征吸收峰(1.236 和 823.cm−1)的出现表明硫酸酯化反应已经完成.S-GF 中
硫酸根质量分数为 17.7%.通过 Sephadex G50 柱层析图谱,证明 S-GF 为均一组分.小鼠实验表明,S-GF 明显反映
出对小鼠血脂的调节作用.在实验条件下给药剂量为 50.mg/(kg·d)时,高血脂症模型小鼠可达到治愈的程度.S-GF
呈现出明显的降血脂作用.
关键词:灰树花;硫酸酯化多糖;降血脂
中图分类号:Q539 文献标志码:A 文章编号:1672-6510(2009)04-0025-04
Sulfation and Hypolipidemic Effect of Polysaccharide of
Grifola frondosa Mycelia
YANG Qing-wei,LU Mei-fang,JIN Yu-yan
(College of Food Engineering and Biotechnology,Tianjin University of Science & Technology,Tianjin 300457,China)
Abstract:Determine hypolipidemic effects of a chemically sulfated polysaccharide(S-GF),which was derived from water-
insoluble polysaccharide of Grifola frondosa mycelia. Two characteristic absorption bands(1 236 and 823 cm−1)appeared in
FTIR spectrum of S-GF,which indicated that the sulfation reaction had actually occurred. The sulfur content in S-GF was
17.7%. A single and homogeneous peak was found on Sephadex G50 chromatographic profile for S-GF. S-GF showed the
notable regulating effect on mice blood lipidemic profile. Hyperlipidemia models were cured at the dose of 50 mg/(kg·d). S-
GF indicated notable hypolipidemic effects.
Keywords:Grifola frondosa;sulfated polysaccharide;hypolipidemic
灰树花(Grifola frondosa)是担子菌亚门,层菌
纲,无隔担子菌亚纲,非褶菌目,多孔菌属中的一种大
型真菌,又名贝叶多孔菌(Polyporus frondosus)、栗子
蘑、佛菌以及重菇等.大量的药理药效的研究证明,灰
树花多糖具有显著的抗肿瘤、降血糖、抗肝炎、抗 HIV
病毒以及改善免疫系统功能等功效[1-3].而在降血脂
方面只有袁德云等人[4]曾对其水溶性多糖进行过研
究.最近 10 年,多糖及其他的衍生物,尤其是硫酸酯
化衍生物的生物活性的研究越来越受到人们的关
注[5].在对灰树花多糖的研究中发现,该菌丝体中水
不溶性多糖的占有量为水溶性多糖的 6 倍.因此,本
文针对灰树花的水不溶性多糖进行修饰,使其提高水
溶性和生理活性,并且对该修饰物的降血脂活性进行
了研究.
1 材料与方法
1.1 材料
灰树花菌丝体干粉,天津科技大学菌种保藏中心
提供,编号 39025;雄性健康昆明种小鼠,体重 18~
22,g;高脂饲料(以质量分数计):基础饲料添加 1%胆
固醇、10%猪油、0.2%胆酸盐、10%蛋黄粉、5%蔗糖.
琼脂糖凝胶 DEAE Sepharose F.F.,天津博美科生
物技术有限责任公司;葡聚糖凝胶 Sephadex G50,北
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京欣经科生物技术公司;总胆固醇(TC)、甘油三酯
(TG)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白
胆固醇(LDL-C)试剂,中生北控生物科技股份有限
公司.
SP-2102PC 分光光度计,上海光谱仪器有限公
司;VECTOR22 傅里叶变换红外光谱仪;酶标仪
(Fcc);垂直电泳系统(Bio-rad).
1.2 方法
1.2.1 水不溶性多糖制备
取灰树花菌丝体干粉加蒸馏水至菌丝体的质量
分数为 60%,在冰水浴下超声波破壁 10,min,然后加
水稀释到质量分数为 4%,80,℃水浴 6,h.剩余残渣
溶解在 2% NaOH 溶液中 4,℃过夜,上清液用冰醋酸
中和,碱溶性沉淀物溶解在 0.05,mol/L NaOH 溶液
中,离心得到的上清液加 3 倍体积的 95%乙醇溶液,
过夜,沉淀物真空干燥,得到白色絮状物质水不溶性
多糖 GF[6].将样品 GF 配制成 10,mg/mL 溶液,微孔
过滤后上 DEAE Sepharose F.F.柱,上样体积为
20,mL.
1.2.2 硫酸酯化多糖制备与分离
通过氯磺酸-吡啶法对灰树花水不溶性多糖 GF
进行硫酸酯化.酯化试剂的制备:无水吡啶(40 mL)
置于反应瓶中,冰盐浴冷却,剧烈搅拌下缓慢加氯磺
酸 20 mL,继续搅拌 30 min,备用[7].
将 GF(200,mg)悬浮于无水 N,N-二甲基甲酰胺
(100,mL)中,倒入上述酯化试剂的反应瓶,于 60,℃
搅拌反应 3,h,用 2.5,mol/L NaOH 溶液中和,加入
95%的乙醇,离心分离,收集沉淀,将沉淀溶于适量的
蒸馏水中,超滤、浓缩后转至 DEAE Sepharose F.F.
(1.8,cm× 10,cm)阴离子交换柱,0~1.5,mol/L NaCl溶
液梯度洗脱,流量为 0.25,mL/min,用苯酚-硫酸法检
测多糖含量.通过 DEAE Sepharose F.F.层析图谱,收
集一个主要洗脱峰,冷冻干燥,得到硫酸酯化多糖
S-GF.
1.2.3 Sephadex G50凝胶柱层析
取 1,mL的 S-GF溶液,上 Sephadex G50柱(柱高
10,cm),流量为 0.25,mL/min,以去离子水洗脱,分部
收集(每管2,mL),用苯酚-硫酸法检测多糖的纯度.
1.2.4 聚丙烯酰胺凝胶电泳
将 S-GF 溶解于蒸馏水中,配成 10,mg/mL 的溶
液,备用.参照文献[8]配制适宜浓度的分离胶和 5%
的浓缩胶并处理样品溶液.以 40,V/cm 进行电泳,直
到染料抵达分离胶的底部.阿里新兰染液染色,80%
乙醇溶液脱色.
1.2.5 硫酸基含量测定
采用氯化钡-明胶浊度法[9].
1.2.6 红外光谱分析
溴化钾压片,测定范围为 400~4 000,cm-1.
1.2.7 降血脂实验
首先对实验小鼠进行高血脂症建模,经 14,d 的
有效饲喂后分析血样确证.将建模小鼠分为高脂对
照组和高、中、低剂量给药组与阴性对照组,每组 6
只.建模实验成功后,对给药组灌胃不同剂量的 S-GF
生理盐水溶液,高脂对照组灌胃等量生理盐水,并同
时继续饲喂高脂饲料,阴性对照组饲喂基础饲料外,
同样灌胃等剂量生理盐水.再过 14,d 后摘眼球取
血,测定小鼠血清 TC、TG、HDL-C 和 LDL-C 含
量.采用组间 t检验法.
2 结果与分析
2.1 S-GF的分离纯化
从图 1看出,经 DEAE Sepharose F.F.柱层析洗脱
可以得到两个峰,收集第一个高峰,命名为 S-GF.
图 1 硫酸酯化多糖 DEAE Sepharose F.F.层析图谱
Fig.1 DEAE sepharose fast flow chromatographic profile
for sulfated polysaccharide
2.2 S-GF纯度鉴定
如图 2所示,对 S-GF进行 Sephadex G50凝胶柱
层析,所得的洗脱峰为单一的洗脱峰.
图 2 硫酸酯化多糖的 Sephadex G50层析图谱
Fig.2 Sephadex G50 chromatographic profile for S-GF
2009年 8月 杨庆伟,等:灰树花菌丝体多糖的硫酸酯化及其降血脂作用 ·27·
图 3 显示 S-GF 聚丙烯酰胺电泳图,形成单一
带,这两种方法都证明了 S-GF 是均一组分.
图 3 硫酸酯化多糖聚丙烯酰胺电泳图
Fig.3 Polyacrylamide gel electrophoresis of S-GF
2.3 S-GF的性质鉴定
2.3.1 硫酸根含量测定
样品 S-GF 中含硫量为 17.7%,硫酸基取代度为
2.05.
2.3.2 GF,S-GF红外光谱分析
由红外吸收光谱分析图 4 显示,GF、S-GF 都含
有多糖母体特征吸收峰,在 1,236,cm-1 和 823,cm-1
处,硫酸酯化后 S-GF出现强吸收峰,而 GF在这两处
均无明显吸收.其中 1,236,cm-1 为 S═O 的伸缩振动
特征峰,823,cm-1 为糖环 C-O-S 的伸缩振动的特
征峰.以上结论充分说明水不溶性多糖 GF 已经形成
硫酸酯化多糖 S-GF.
图 4 GF和 S-GF红外光谱分析对比
Fig.4 Comparison of GF and S-GF IR spectra
2.4 降血脂实验测定结果
如表 1 所示, S-GF 在一定剂量下,具有较显著
的调节血脂代谢的作用.中剂量组小鼠血清中 TC、
TG、LDL-C 与高脂对照组相比,浓度分别降低
20.9%、24.8%、53.7%,说明有明显作用;高剂量组测定
TC、TG、LDL-C 与高脂对照组相比,浓度分别降低
32.8%、43.1%、65.1%,也有明显作用;HDL-C 浓度在
25~100 mg/(kg·d)剂量范围内没有明显变化,但是
cHDL-C∶cTC 值与高脂对照组相比,中剂量组升高
27.2%,高剂量组升高 48.7%,都有显著差异.TC、TG、
LDL-C 浓度随着样品剂量增大而减小,cHDL-C∶cTC
值随着剂量增大而增大,其中中剂量组各项指标最接
近阴性对照组.
表 1 S-GF对实验性高血脂症小鼠血脂水平的影响(n=6,x±s)
Tab.1 Effects of S-GF on serum of experimental hypercholeterolemia mice (n=6,x±s)
组别 cTC/(mmol·L-1) cTG/(mmol·L-1) cHDL-C/(mmol·L-1) cLDL-C/(mmol·L-1) cHDL-C∶cTC
阴性对照 4.30±0.61 1.70±0.32 1.59±0.17 1.71±0.29 0.372±0.031
高脂对照 7.13±1.04 2.46±0.35 2.11±0.26 3.07±0.39 0.302±0.060
低剂量组 6.77±0.88 2.23±0.44 2.04±0.37 2.42±0.40* 0.303±0.051
中剂量组 5.64±0.82* 1.85±0.45* 2.11±0.22 1.42±0.20*** 0.384±0.084*
高剂量组 4.79±0.69** 1.40±0.42*** 2.13±0.27 1.07±0.20*** 0.449±0.063**
注: 低、中、 高剂量组(25、 50、 100 mg/(kg·d))与阳性对照比较,* P<0.05,** P<0.01,*** P<0.001.
3 讨 论
灰树花菌丝体中水不溶性多糖经过硫酸酯化后,
上 DEAE Sepharose F.F.柱层析,得到 S-GF.通过
Sephadex G50 凝胶柱层析和聚丙烯酰胺电泳鉴定 S-
GF为均一组分.红外吸收光谱分析S-GF除了多糖母
体特征吸收峰得以保留外,还有硫酸根的特征峰,证
明水不溶性多糖GF 已经形成硫酸酯化多糖 S-GF.氯
化钡-明胶浊度法鉴定,硫酸根取代度为 2.05.
高血脂症是一种常见的代谢性疾病,表现为体内
血浆中不同脂质异常堆积.主要脂质包括胆固醇和
甘油三脂[10].LDL-C 含量越高,HDL-C 含量越低,胆
固醇在血清中含量越高,越易诱发各种高血脂症和心
血管疾病[11].cHDL-C∶cTC 值升高,具有防止动脉粥样
硬化的作用.袁德云等[4]报道灰树花胞内多糖 GIP 10
mg/(kg·d)和发酵液 GFL 160,mg/(kg·d)降血脂功效
接近阴性对照组,与本文中中剂量组 50 mg/(kg·d)功
效类似.灰树花菌丝体水不溶性多糖进行硫酸酯化
后得到的 S-GF 降血脂作用比菌丝体水溶性多糖低,
比灰树花胞外多糖高.因此,灰树花硫酸酯化多糖 S-
GF 具有显著的降血脂作用,是一种有良好开发前景
的新型降脂保健品.
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