人参多糖的系统分析及其免疫活性研究

人参(Panax ginseng C. A. Meyer)作为名贵的中药在我国已有2000多年的历史。人参含有多种有效成分,如人参皂甙、人参多肽和人参多糖等。已有文献报道人参多糖具有调节免疫、抗肿瘤、抗粘附、抗氧化、降血糖等活性,但目前还缺乏对人参多糖组成和结构的全面了解。为了进一步全面了解人参多糖的组成和结构以及结构与活性的关系,本文通过水提醇沉得到人参水溶性总多糖,再应用离子交换和凝胶柱层析相组合的方法将人参总多糖全面系统地分级,并获得一系列均一的人参多糖级分。进而采用酶法、化学法和现代仪器分析方法分析了各种多糖的结构特征。同时,在小鼠体内研究人参多糖的抗肿瘤及免疫活性,研究结果如下: 通过100℃热水煮提、80%乙醇沉淀、Sevag法脱蛋白得到人参水溶性多糖WGP(9.7%)。WGP总糖含量为93.8%,糖醛酸含量为7.6%,淀粉含量为75.1%,蛋白含量为0.9%。HPLC分析其单糖组成为葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖、甘露糖、鼠李糖和半乳糖醛酸,摩尔比为77.9:6.8:4.6:1.0:1.1:8.7。 将WGP用DEAE-纤维素离子交换柱层析进行分级,先用H2O和0.5 M氯化钠水溶液分步洗脱,得到中性级分WGPN和酸性级分WGPA;将WGPA再次用DEAE-纤维素离子交换柱层析分级,以0、0.1、0.2、0.3和0.5 M的NaCl水溶液分步洗脱,得到相应的五个级分WGPA-H、WGPA-1、WGPA-2、WGPA-3和WGPA-4。根据分子量分布情况,用凝胶柱层析将WGPA-1～WGPA-4进一步纯化分级得到WGPA-1-AG、WGPA-1-HG、WGPA-2-AG、WGPA-2-HG、WGPA-3-HG和WGPA-4-HG。 通过酶学方法、凝胶渗透色谱、高效液相色谱、傅立叶红外光谱、13C-核磁共振分析测定人参多糖各级分的结构特征。结果表明WGPN是分子量不均一的能够被淀粉酶完全水解的淀粉样葡聚糖,而WGPA-H则是由可被淀粉酶水解的淀粉样葡聚糖与不能被淀粉酶水解的阿拉伯半乳聚糖组成的混合物。这两种级分的分子量分布较宽,呈不均一状态;WGPA-1-AG和WGPA-2-AG的分子量均一,重均分子量分别为1.1×105和1.2×105。这两个级分主要是由阿拉伯糖和半乳糖组成,同时含有少量的葡萄糖、鼠李糖和半乳糖醛酸。其中的阿拉伯糖以α-1→、1→5、1→3,5糖苷键连接,而半乳糖以β-1→、1→3、1→4、1→3,6等糖苷键连接,均属于典型的阿拉伯半乳聚糖,并带有少量的I型聚鼠李半乳糖醛酸结构域(RG-I)和聚半乳糖醛酸结构域(HG);WGPA-1-HG～WGPA-4-HG是均一级分,重均分子量依次为3.5×103、8.1×103、1.9×104和6.7×104,这四个级份主要由半乳糖醛酸构成,半乳糖醛酸含量依次为62.4%、83.6%、90.9%和92.1%。α-1→4-GalpA连接的线性聚半乳糖醛酸结构域构成它们的主链,部分半乳糖醛酸C-6羧基被甲酯化(甲酯化度30%～0),少量的中性糖侧链通过RG-I结构域与HG主链相连。 综合本论文的研究结果与文献的报道,人参多糖由淀粉样葡聚糖和人参果胶组成,人参果胶又包含阿拉伯半乳聚糖和聚半乳糖醛酸两种类型。 应用高碘酸氧化、Smith降解、甲基化和部分酸水解等方法分析WGPA-2-AG的精细结构。发现WGPA-2-AG的主链以α-1→4-GalpA构成的聚半乳糖醛酸结构域和以→4)-α-GalpA-(1→2)-α-Rhap-(1→构成的I型聚鼠李半乳糖醛酸结构域组成,侧链含有阿拉伯聚糖、半乳聚糖和阿拉伯半乳聚糖结构域,末端为Araf和少量的Galp与Rhap,即WGPA-2-AG由聚半乳糖醛酸结构域形成的“平滑区”和I型聚鼠李半乳糖醛酸结构域连接较多侧链形成的“毛发区”共同构成。WGPA-2-AG的侧链中含有1-、1,5-、1,3,5-Araf和1-、1,3-、1,6-、1,3,6-Galp。42.9%的Ara位于非还原末端,主要连接于1,5-Araf的O-3或O-5以及1,3- Galp的O-6;58.1%的Araf以1→5连接方式构成阿拉伯聚糖结构域的主链,其中的53.2%在O-3位有分支;70.7%的Galp以1→3连接方式构成II型阿拉伯半乳聚糖结构域的主链,其中63.5%在O-6有分支。 小鼠体内实验表明,人参多糖能够刺激正常小鼠T、B脾淋巴细胞的增殖,显著地抑制小鼠体内移植瘤S180的生长,促进荷瘤小鼠免疫调节功能,并且人参中性糖WGPN的免疫调节活性稍高于人参酸性糖WGPA。