糖的化学.

Slides:



Advertisements
Similar presentations
第四节 RNA 的空间结构与功能. RNA 的种类和功能 核糖体 RNA ( rRNA ):核蛋白体组成成分 转移 RNA ( tRNA ):转运氨基酸 信使 RNA ( mRNA ):蛋白质合成模板 不均一核 RNA ( hnRNA ):成熟 mRNA 的前体 小核 RNA ( snRNA ):
Advertisements

植物生理 植物细胞生理基础 同工酶. 学习目标 Click to add title in here Click to add title n here  掌握同工酶的概念。  了解同工酶的意义。
第二节 碳水化合物 教学目的:了解碳水化合物的概念,掌握碳水化合物的分类,了解碳水化合物的生理功能、化学结构、理化性质及在食品工业中的应用。
糖 类.
合理选择饮食.
影响药物吸收的生理因素.
食品生物化学 单糖和寡糖.
具有抗肿瘤作用的抗生素 烯二炔类抗生素 烯二炔(enedinye)类抗生素,由放线菌产生,对多种肿瘤细胞均有强烈的杀伤作用,且作用迅速,是迄今发现的活性最强的抗肿瘤类抗生素.
今天你吃糖了吗? 糖尿病人的饮食受到严格的限制,受限制的并不仅仅是甜味食品,米饭和馒头等主食都需定量摄取。为什么?
维生素A结构和性质、鉴别试验.
第六节 食用真菌有效成分提取与加工.
第三章 功能性糖类.
三种中国南海红树林内生真菌 次级代谢产物的研究
《有机化学基础》.
葡萄糖 合成 肌糖元 第六节 人和动物体内三大营养物质的代谢 一、糖类代谢 1、来源:主要是淀粉,另有少量蔗糖、乳糖等。
3.5.2 过氧化物交联 缩合交联的优点: 缩合交联的缺点: 如何来制备高强度的硅橡胶? 如:管材,垫圈。 基胶流动性好;易于封装,密封。
五、作用于神经系统的受体拮抗剂 兴奋性氨基酸(EAA)受体拮抗剂 抑制性氨基酸受体受体拮抗剂 神经肽Y受体拮抗剂
生殖细胞.
抗痛风药的作用、分类及典型抗痛风药的结构、理化性质和临床用途 蔡楚璇 广东省潮州卫生学校
Chapter 11 Carbohydrate Section1 Monosaccharides
一、概述 二、多糖的纯度测定 三、多糖分子量测定 四、多糖的含量测定 五、多糖类药物的结构分析
人类的六大营养物质是什么?.
第七章 糖类 油脂 蛋白质 人类重要的营养物质 第一节 葡萄糖、蔗糖.
第二节 糖类.
三、三大营养物质的水解反应 ⑴蔗糖水解(实验 3~6) 实验现象:出现砖红色沉淀 结 论:蔗糖水解有葡萄糖生成 反应原理:
第二章 第4节 细胞中的糖类和脂质.
食物与健康 版权所有:深圳华人教育有限公司.
第七节 维生素与辅因子.
植物和我们.
生命的物质基础.
问 题 探 讨 1.DNA的中文全名是什么? 2.为什么DNA能够进行亲子鉴定? 3.你还能说出DNA鉴定技术在其他方面的应用吗?
食品中的有机化合物 糖类.
第七章 糖类 油脂 蛋白质 ----人类重要的营养物质
第8章 人体的营养 第1节 人类的食物.
食品中的糖类.
第五节 糖类药物.
糖尿病流行病学.
第十九章 碳水化合物 (三)二糖 (四)多糖 (一)碳水化合物的定义及分类 (二)单糖 (1)单糖的构型和标记法 (2)单糖的氧环式结构
第十五章 糖类化合物习题解答 1. (1) (2) (3) (4) (6) (5) CH2OH HOCH2 CH2OH HO H H HO
第三章 糖的化学 第一节 概述 一、糖类化合物的概念 1、俗称碳水化合物 糖类化合物的元素组成:C 、H 、O。
食物中主要成分的检验.
食物中主要营养成分的检验 上海市第二初级中学 王颖. 食物中主要营养成分的检验 上海市第二初级中学 王颖.
食物中主要营养物质的鉴定 汪岱华 黄耀佳 张雯婧
1、环境中直接影响生物生活的各种因素叫做 。它可以分为 和 两类 。
1、这个过程要经过哪几个阶段? 2、这个过程中有哪些细胞参与? 这些细胞分别行使什么样的功能? 3、抗体又是如何发挥作用的呢?
6 糖 6.1 大多数单糖都是手性化合物 6.2 醛糖和酮糖可以形成环式的半缩醛 6.3 单糖可有不同的构象
促进凝血因子形成药.
实验3 邻甲苯胺法测定血糖.
                                                                                                                                                                
第2章 组成细胞的分子 第4节 细胞中的糖类和脂质.
第四节 细胞中的糖类和脂质.
下午2时7分36秒 第十一章 高分子化合物.
ATP SLYTYZJAM.
Metabolic biomarker signature to differentiate pancreatic ductal adenocarcinoma from chronic pancreatitis Gut, 2017, Jan (IF=14.921) 汇报人:王宁 IMI CONFIDENTIAL.
第三单元 从微观结构看物质的多样性 同分异构现象.
基于高中生物学理性思维培养的实践性课例开发
第三部分 补体及C反应蛋白测定 一、总补体活性的测定(溶血实验):
第二节 DNA分子的结构.
有机化学 Organic Chemistry 主讲人 陶阿丽.
超越自然还是带来毁灭 “人造生命”令全世界不安
Carbohydrate Metabolism
遗传物质--核酸 核酸分子组成 核酸分子结构.
有关“ATP结构” 的会考复习.
光合作用的过程 主讲:尹冬静.
陕西省陕建二中 单 糖 授课人:庄 懿.
能量饮料是世界各地的 一个十分大的行业 每年超过50亿升!. 能量饮料是世界各地的 一个十分大的行业 每年超过50亿升!
溶质质量分数的计算 嘉兴市秀洲现代实验学校 沈丹英.
BAFF在活动性SLE患者T细胞中的表达:
细胞分裂 有丝分裂.
讨论:利用已经灭绝的生物DNA分子,真的能够使灭绝的生物复活吗?
Presentation transcript:

糖的化学

糖的化学 1855年Claude Bernard鉴定了“肝的原样物质”是葡萄糖的一种储藏形式。 1923年M.Heidelberger和T. Oswald提出细菌的抗原部分是由糖类物质组成而不是蛋白质。 1936年Shera实验证实多糖有抗肿瘤作用 1958年Brander报道了酵母细胞壁多糖(Zymosan)具有抗肿瘤活性。

1969年日本学者千原郎首次报道了从香菇子实体中分离出一种抗肿瘤多糖(lentinan, LNT) 1988年Dwek Rademache和Parekh首先创立了“糖生物学( glycobiology )”。 2003年美国《Technology Review》刊文称,在基因组学和蛋白质组学后, 糖组学(glycomics),有望取得突破性进展。

六十年代以后, 随着现代仪器分析方法的飞速发展,使人们能成功的分离纯化和鉴定生物体内微量活性物质, 从而对糖特别是多糖的认识产生了飞跃。 生命的四大物质: 六十年代以后, 随着现代仪器分析方法的飞速发展,使人们能成功的分离纯化和鉴定生物体内微量活性物质, 从而对糖特别是多糖的认识产生了飞跃。 蛋白质 核酸 脂类 多糖

愈来愈多的研究发现, 人的生命过程几乎都与糖链有关: 细胞间通讯, 识别和相互作用 细胞的运动和粘附 病原与宿主细胞的作用 等等. 这是因为糖链携带着生物信息. 它在细胞表面的分子识别过程中起着决定性作用.

血型 ----红血球表面糖链末端糖基的不同 恶性肿瘤细胞与正常细胞的不同 ----糖链的不同 1995年Hirabayashi提出 “类似于基因密码, 可能也存在多糖密码”的论点.

动物细胞表面富含糖类的结构,也称为糖萼。用 钌红染色后,在电镜下可显示厚约10~20nm的结 构,边界不甚明确。 作用:保护、通信、并与细胞表面抗原性有关。 红细胞质膜上的糖鞘脂是AB0血型系统的血型抗原,糖 链结构基本相同,但末端糖基不同。A型血的糖链末端 为N-乙酰半乳糖;B型血为半乳糖;O型血则缺少这两种 糖基。

糖萼 微绒毛

Simplified diagram of the cell coat (glycocalyx)

多糖的研究己愈来愈受到人们的关注. ——国内外正在形成热点 生物细胞 特征: 繁殖(复制)⇌凋亡 ----平衡 平衡破坏: 细胞过度增生---组织表 面大体积堆积(肿瘤)---增生 细胞基因突变(癌) 癌细胞源于正常细胞 找既抑制癌细胞又不伤正常细胞----困难

多糖是一种免疫调节剂 (激活机体免疫反应),但也有少数多糖具直接杀死癌细胞作用或两者俱存。 ---- 治疗机体免疫功能受到严重损伤的癌症和爱滋病 ----治疗多种免疫缺损疾病和某些细菌,病毒引起的疾病 ----多糖还具有明显的抗病毒、抗感染、降血糖、降胆固醇、降血脂以及刺激神经细胞生长作用。

抗肿瘤作用机理研究 -------进展快 机体 免疫细胞 多糖 ----分子水平 -------激活 --------释放出细胞间传导的信息Cytokine -------再作用于免疫细胞 ---------体内协同作用 最终 抑制肿瘤生长

多糖作为药物的最大特点是毒副作用很小 但是 多糖的研究毕竟起步较晚 ----各方面尚须进行深入的研究 ----大量新的活性多糖有待于研究与开发 ----作用机制有待于完善

美国学者M.Yalpani认为: “至今多糖在生物技术领域仍是一个沉睡的巨人,有待于大家去唤醒.” 可以预言: 活性多糖的研究与开发将成为生命科学中的重要课题.

定义 糖类 (saccharide)这个词是碳水化合物 (carbohydrate)的同义词,是多羟基醛 与多羟基酮及其衍生物或多聚物.它主要是 由绿色植物经光合作用形成的,主要是由C、 H、O构成的。我们习惯上所谓的糖 (sugar)通常是指水溶性的单糖(如葡萄 糖)和寡聚糖。

糖在机体的重要性 1、糖是机体重要组成成分之一 2、糖对于人和动物体来说是主要的供能物 质 3、糖是自然界能量储存的一种重要形式 4、糖类也具有多种多样的生物学功能 5、糖类也具有结构作用

糖的分类(根据其能否被水解) 单糖:不能再水解的糖; 寡糖:水解能生成2~10个单糖分子的糖; 多糖:能水解生成许多单糖的高分子化合 物。 同多糖:由一种单糖组成的多糖; 杂多糖:多种单糖或单糖衍生物组成的多糖。

单糖 构成各种糖分子的基本单元,不能再水解 成更简单的糖,也可以说单糖是具有两个 或多个羟基的醛或酮。 (1)最简单的单糖-丙糖

最简单的单糖-丙糖 1 2 3

(2)丁糖 D-赤藓糖、 D-赤藓酮糖

(3)戊糖-核糖、脱氧核糖 3 2 1 4 5 木糖醇的防龋齿特性在所有的甜味剂中效果最好,首先是木糖醇不能被口腔中产生龋齿的细菌发酵利用,抑制链球菌生长及酸的产生;其次在咀嚼木糖醇时,能促进唾液分泌,唾液多了既可以冲洗口腔、牙齿中的细菌,也可以增大唾液和龋齿斑点处碱性氨基酸及氨浓度,同时减缓口腔内PH值下降,伤害牙齿的酸性物质被中和稀释,抑制了细菌在牙齿表面的吸附,从而减少了牙齿的酸蚀,防止龋齿和减少牙斑的产生,巩固牙齿 D-核糖

3 2 1 4 5 核酮糖(木糖) 木糖醇

(4)在自然界分布最广、意义最大的单糖是己 糖。己糖-葡萄糖、果糖、 半乳糖、1,6二磷酸 果糖、甘露糖

葡萄糖与果糖 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6

1、手性碳原子一定是饱和碳原子; 2、手性碳原子所连接的四个基团要是不同的。

寡糖(Oligosaccharide) 由2~10个单糖分子脱水缩合而成的短链结 构,水解后可得原来的单糖。 二糖是寡糖中最普通的一类,如麦芽糖 (食物中最常见)、蔗糖、乳糖

α-D-葡萄糖苷-(1→4)-α-D-葡萄糖 麦芽糖 1 4 是单糖或寡糖的半缩醛羟基与另一分子中的羟基、氨基或硫羟基等失水而产生水合物。 α-D-葡萄糖苷-(1→4)-α-D-葡萄糖

蔗糖 1 2 1号位羟基和5号位羟甲基如果在环的同侧为β型,在异侧为α型。 α-D-葡萄糖苷-(1→2)- β -D-果糖

β-D-葡萄糖苷-(1→4)-β-D-半乳糖 乳糖[lactose]是二糖的一种,分子式是C12H22O11 ,是在哺乳动物乳汁中的双糖,因此而得名。它的分子结构是由一分子葡萄糖和一分子半乳糖缩合形成。味微甜。 β-D-葡萄糖苷-(1→4)-β-D-半乳糖

多糖(Polysaccharide) 由多个单糖分子脱水缩合而成的长链高分 子聚合物。 其结构有线型的,也有分枝的,如淀粉、 纤维素、甲壳素、肝素。

多 糖 一、多糖的分类

1、多糖按其来源分为: (1)植物多糖:淀粉、纤维素、茶叶多糖、 大黄多糖 (2)动物多糖:肝素、硫酸软骨素、甲壳 素 (3)微生物多糖:香菇多糖、银耳多糖、 芸芝多糖 (4)人工合成多糖:人造纤维素

2、多糖按其组成来分(普遍采用): (1)同聚多糖:由若干个相同的单糖分子缩合 而成。如淀粉、糖原、纤维素 (2)杂聚多糖:由若干个不同的单糖和糖的衍 生物缩合而成。如波叶大黄、绝大多数植物多糖 (淀粉、纤维素除外)。中草药多糖都是杂聚多 糖。

(3)粘多糖:含糖醛酸及氨基糖或其衍生物的多糖,通 常是这两种不同单糖(糖醛酸、氨基糖或其衍生物)交替 出现的长链聚合物。如透明质酸 (4)糖蛋白:是指糖以共价键与蛋白相连,同时其糖类 部分含有氨基己糖的一类多糖。如中药大黄中分得两多糖 均为糖蛋白,细菌胞壁也含有糖蛋白。 (5)脂多糖:指糖与脂类结合的一类多糖。如猪胎盘脂 多糖、人胎盘脂多糖。

二、多糖的性质

1、物理性质 (1)分子量大 (2)无甜味、在水中不能成真溶液,有的可溶 于热水成胶体溶液、有的冷热水都不溶。 (3)不溶于乙醚、乙酸、丙酮、氯仿、乙酸乙 酯等有机溶剂(所以提取多糖时 往往是加三倍 乙醇沉淀)。 (4)有旋光性,但无变旋现象。

2、化学性质 (1)单糖是由CHO元素组成的多羟基醛或酮,分 之中H与O的比例是2 : 1,所以多糖分之中H : O 比例也是2 : 1。 (2) 不对称碳原子(手性碳原子),所以有旋光 性。 (3)有醇性羟基,环状结构有半缩醛羟基,链状 结构有自由醛基或自由酮基。由此而产生的多 糖的重要化学

三、自然界存在的重要多糖

淀粉(Amlyon) 淀粉的分类 用热水处理淀粉可分为: (1)可溶性部分--直链淀粉 (2)不溶部分--支链淀粉

直链淀粉 (1)占天然淀粉量的20%~30%,药物辅料 中的可溶性淀粉(冲剂中一般用)就是这一种。 (2)MW在50,000左右。 (3)结构:

支链淀粉 (1)占天然淀粉量的70%~80%。 (2)MW=1百万左右. (3)结构: -1,6苷键 -1,4-苷键

淀粉的性质 (1)与碘作用而呈现颜色反应 直链淀粉与碘作用呈蓝色,支链淀粉与碘作用 呈紫红色由此可鉴别直链与支链淀粉。 (2)直链淀粉溶于70~80℃热水,而支链不 溶于热水。由此可将两者分开。 (3)直链淀粉可与极性溶剂如正丁醇作用形成 复合物而沉淀析出,而与支链淀粉分开。

淀粉的功能 (1)重要营养素:人类活动所需的能量大部分 由食物淀粉提供。 (2)淀粉也是制药工业(发酵产抗生素)、酿 酒等原料。

糖原 糖原是动物体内贮存的主要多糖,也称动物淀 粉。 1、糖原的结构与性质 (1)糖原的结构与支链淀粉是十分相似的。 (2)糖原的性质也与支链淀粉相似。

2、糖原的生物合成及生理功能

纤维素 是自然界分布最广、含量最多的一种多糖。 纤维素的结构: (1)不含支链 (2)D-葡萄糖残基之间是以β-1,4-糖苷 键连接。

纤维素的结构 -1,4-苷键 淀粉的结构 -1,4-苷键

纤维素的性质 极不溶于水,对酸水解有较强的抵抗力, 但能溶于发烟盐酸、浓硫酸、浓磷酸。 反刍动物体内有水解β-1,4-糖苷键的纤维 素酶,可利用纤维素作为能源。

纤维素的功能及意义 生物学的主要功能: 细胞结构的重要组成成份 作为植物或微生物细胞的外壁支撑和保护物质,使细胞具有足够的抗涨韧性和刚性。

重要意义: 作为生物圈中维持自然界和营养物质稳恒的贮存物质,如果自然界中纤维素的含量不是如此巨大,纤维素的化学性质也不会如此稳定,地球上大气中的CO2含量将会骤增。 天然纤维是地球上最重要、最丰富的可再生资源,如果能使其充分有效地利用是缓解当今人类面临粮食、能源、环保三大危机的重要途径之一。

特性: 纤维素难溶于水,人体不能消化吸收,对人类无营养价值,但有刺激肠道蠕动的生理作用。 某些微生物和昆虫能消化纤维素。 反刍动物能利用纤维素作养料,它们体内含有能分解纤维素的微生物。 纤维素在稀酸液中不易水解,在强酸溶液中加热可分裂成纤维二糖。

用途: 生产葡萄糖的原料 酒精发酵原料 生物制氢原料 生物饲料原料 生物肥料原料 造纸原料 生产地膜原料 生物质转化的原料

粘多糖 广泛存在于动植物组织中,作为组织细胞间天 然黏合剂的一类多糖,在维持细胞环境的相对 稳定性和正常生理功能上起重要作用。人和动 物的生长、创伤愈合、抗菌、抗炎、抗过敏、 成骨、组织老化、动脉硬化和胶原病等都与粘 多糖有密切关系。

1 透明质酸(Key to the fountain of youth) 广泛分布于结缔组织、皮肤、眼球的玻璃体、 角膜、细胞间质、关节炎、恶性肿瘤组织和某 些细菌细胞壁中,因其具有很强吸水性,在水 溶液中能形成粘度很大的胶状液,故有粘合和 保护细胞的作用。由于其很强的吸水性,所以 在皮肤组织中起很强的保湿作用。 D葡萄糖醛酸和N乙酰葡糖胺 自然界中最丰富的均一性多糖是淀粉和糖原、纤维素。它们都是由葡萄糖组成。淀粉和糖原分别是植物和动物中葡萄糖的贮存形式,纤维素是植物细胞主要的结构组分。 不均一性多糖 有不同的单糖分子缩合而成的多糖,叫做不均一多糖。常见的有:透明质酸、硫酸软骨素等。  D葡萄糖醛酸 N乙酰葡糖胺

2 硫酸软骨素 从猪喉鼻软骨中提取得到,硫酸软骨素结构与透 明质酸相似,但组成的单糖不同。硫酸软骨素A、C 是细胞外膜、软骨、骨、角膜和脊椎动物的其他结 缔组织的重要构成组成。硫酸软骨素B又名硫酸皮 肤素,是皮肤结构的粘多糖。临床上主要用硫酸软 骨素来治疗偏头痛、关节炎、降血脂和防治冠心病。 硫酸软骨素是糖胺聚糖的一种,由D-葡糖醛酸和N-乙酰氨基半乳糖以β-1,4-糖苷键连接而成的重复二糖单位组成的多糖,并在N-乙酰氨基半乳糖的C-4位或C-6位羟基上发生硫酸酯化。 D葡萄糖醛酸 N乙酰氨基半乳糖

3 肝素 肝素是动物体内的一种天然抗凝血物质,由于最早在肝脏中发现,故称为肝素,也存在于肺、肌肉、血管壁、肠粘膜等组织中,正常血液中几乎没有。(1)肝素分子结构中组成的单糖是氨基葡萄糖、艾杜糖醛酸和葡萄糖醛酸。(2)临床上肝素用作血液体外循环时的抗凝剂,也用于防止血栓的形成,但由于肝素对血液凝固系统几个环节强烈的抑制作用,使用时常伴有出血、血小板减少及骨质疏松等副作用。但小分子量的肝素副作用较小。 肝素是一种由葡萄糖胺,L-艾杜糖醛苷、N-乙酰葡萄糖胺和D-葡萄糖醛酸交替组成的黏多糖硫酸脂,平均分子量为15KD,呈强酸性。 中文名称:艾杜糖英文名称:idose定义:己醛糖的一种,是半乳糖的C-2位和C-3位的差向异构体。

肝中含量最为丰富,因此得名。广泛分布 于哺乳动物组织和体液中。猪胃粘膜中含 量十分丰富,肺、脾、肌肉和动脉壁肥大 细胞中肝素含量也很高。生物功能:它具 有阻止血液凝固的特性,输血时广泛以肝 素为抗凝剂,临床上常用于防止血栓形成。

几丁质 几丁质(chitin),又称甲壳质、甲壳素、几丁聚糖,是N-乙酰葡糖胺的聚合物。脱乙酰化产物为壳聚糖(chitosan)。 广泛存在于真菌类、藻类细胞壁;贝类、节肢动物、甲壳动物外壳(虾、螃蟹等);昆虫角皮中,是地球上最丰富的高分子有机物之一。 其在自然界的贮存量仅次于纤维素居于第二位。

几丁质结构 几丁质化学结构和植物纤维素相似,都是六糖多聚体,分子量100万以上。基本单位是乙酰葡萄糖胺,是由1000-3000个乙酰葡萄糖胺残基通过-1,4糖苷键连接的聚N-乙酰葡萄糖胺。 壳聚糖(chitosan) 基本单位是聚葡萄糖胺,是几丁质脱乙酰化的产物。

几丁质的性质 一般是与protein结合而存在于自然界,分子量从几十~几百万,不溶于水和酸碱,不能被人体吸收利用。浓碱处理可是其部分或全部脱掉乙酰基而成为壳聚糖,该产品可溶于烯酸,分子量低,在7000左右,约含有30个左右的葡萄糖胺残基,易被人体吸收,化学性能活拨,其中的脱乙酰化程度越高,发挥其生理效果越大。

用途 药物辅料:人造皮肤、手术缝合线(不用拆线) 络合回收金属离子(贵重金属离子) 降血脂、消炎、杀菌剂(伤口愈合剂) 食品添加剂(保鲜剂) 同样具有保湿作用、也大量用于化妆品中。

其他多糖 1、半纤维素 2、琼脂 3、树胶和粘胶 4、果胶 5、藻类物地衣类多糖

多糖的分离、纯化、降解( P12)

灵芝多糖 灵芝是营养、保健价值极高的一种食药真菌。在我国自古就有“仙草”的美誉。 根据记载灵芝的药效,能“治胸中结,溢心气”,“入心生血,助心充脉”, “安神”、“益肺气”、“益脾气”、“益精气”、“益肝气”等,对全身均有滋补作用。 现代医学研究表明,灵芝用于治疗肝、肾病,高血压,高血脂,神经衰弱,心血管疾病以及抗肿瘤等都有良好的临床疗效。

已知灵芝属约有100多种,其中以赤芝和紫芝的药理价值最高,临床上主要也是使用这两种灵芝。 我国是灵芝真菌资源丰富的国家,它们多生长在浙江、江西、湖南、广西、云南、贵州、福建、海南等地区,是中国特有的灵芝种类 。 灵芝含有有机锗、高分子多糖、灵芝酸及腺嘌呤核苷等生物活性成分。

灵芝多糖是灵芝的主要生物活性成分,灵 芝多糖主要存在于天然灵芝子实体和菌丝 体中,以及采用发酵方法的细胞外多糖。

灵芝子实体多糖种类很多,有水溶性多糖、酸性多糖和碱性多糖。 大部分多糖以-1,6或-1,3、1,6及1,4为主链, 其侧链数目大小不一,组成侧链的糖基成分复杂。分子量大约在1×104-4×104左右。 灵芝多糖以杂多糖为主,主要含有的单糖: D-岩藻糖、D-木糖、D-甘露糖、D-葡萄糖、D-半乳糖、D-甘露糖、D-木糖、L-阿拉伯糖、L-鼠李糖。

通过发酵方法生产灵芝菌丝体可显著提高多糖含量。 从灵芝菌丝体中提取的多糖,其分子量大约也在1×104-4×104的范围。 由D-葡萄糖、D-半乳糖、D-甘露糖、D-木糖、L-岩藻糖、L-鼠李糖所组成,是以β糖苷键相连结的杂多糖。

从液态发酵的灵芝发酵液中分离得到两种胞外多糖-水溶性多糖和水不溶性多糖。 水溶性多糖由半乳糖、葡萄糖、阿拉伯糖、木糖组成,水不溶性多糖为葡聚糖。

灵芝多糖具有: 抗肿瘤 抗氧化 抗衰老 提高免疫力 活血化瘀等生物活性。

灵芝多糖的一般提取工艺: 采用冷、热水、冷、热碱液分别从灵芝菌丝体和子实体中提取灵芝多糖, 使多糖获得初步分级。 发酵液进行离心,上清液浓缩,加入了3倍体积的95% 乙醇,5~10℃下静置12h 以上, 沉淀获得灵芝胞外粗多糖。 选用层析法纯化多糖,使多糖纯度达到96% 以上。

粗多糖溶液 祛除杂蛋白 蛋白酶法 Sevage法 柱层析 多糖纯品 离子交换层析 分子筛层析

多糖的DEAE-Sephadex A -25 柱层析 多糖的sephadex G-200 柱层析

糖类的生物活性及药理作用 一、目前已发现的糖类药物 (一)单糖类 葡萄糖:制备大输液 氨基葡萄糖:治疗关节炎 甘露醇、山梨醇:降低颅内压、抗脑水肿

(二)低聚糖 蔗糖、麦芽糖、乳糖、果糖 右旋糖苷: 右旋糖酐70为血容量扩充剂,其相对分子质量与人血白蛋白 相近,具有提高血浆胶体渗透压、增加血浆容量和维持血压 的作用。 可使聚集的血小板解聚,防止血栓形成。 甘露聚糖: 本品为a2溶血性链球菌33#菌株绎深层提练而成的其免疫活 性的a-甘露聚糖肽类物质, 具有增强机体免疫功能和激活吞噬细胞、升高外周白细胞的 作用;能提高骨髓造血机能和机体应激能力。

(三)糖的衍生物 1,6-二磷酸果糖:治疗急性心肌缺血休 克、心肌梗塞 葡萄糖酸内脂:治疗肝炎、肝中毒 葡萄糖酸钙:钙补充剂

(四)多糖类 1、来源于植物的具有一定生物活性和药理作用的多糖。 黄芪多糖、人参多糖、刺五加多糖、麦麸多糖、黄精多糖、昆布多糖、菊糖、褐藻多糖、波叶多糖、茶叶多糖、葡萄皮脂多糖、麦秸半纤维素B、针裂蹄多糖、酸多糖、枸杞多糖、当归多糖、人参多糖、地衣多糖 2、来源于微生物的多糖 猪苓多糖、银耳多糖、香菇多糖、灵芝多糖、黑木耳多糖、芸芝多糖、茯苓多糖、毛木耳多糖、大肠杆菌脂多糖、变形杆菌热源多糖、 3、来源动物的多糖 肝素、硫酸乙酰肝素、硫酸软骨素、硫酸皮肤素、硫酸角质素、透明质酸、壳多糖、胎盘脂多糖

二、多糖的生物活性和药理作用 (一)对免疫功能的调节作用 (二)抗肿瘤作用 (三)抗衰老作用 (四)促进细胞DNA、蛋白质合成、促进细胞 的增殖生长。 (五)抗感染作用 (六)抗辐射损伤作用和升白作用 (七)降血脂和抗凝血作用

三、多糖生物学功能及其开发 主要作用机理:通过激活免疫细胞(T细胞、B细胞、活化 补体巨噬细胞、自然杀伤细胞、细胞毒T细胞等),促进细 胞因子生成等途径对免疫系统发挥多方面的调节作用。 产品:抗肿瘤、艾滋病;新型免疫性药物;新型免疫、抗感 染功能,对正常细胞没有毒副作用;抗疲劳、抗衰老,平衡 人体生理机能。降血脂、抗辐射的综合治疗药品和保健品。 市场:中国大陆目前癌症病人>600万,肝炎病人约1亿, 按5%使用率、10g/M.a 计算,年需多糖产品约53吨。近年 我国适合此类病人的多糖的总产量不足2吨,市场缺口大

四、我国糖类药物的研究现状 一、单糖和寡糖类 1,6-二磷酸果糖(TDP):是EMP途径的一个重要代谢中 间产物,属于高能化合物,对人体代谢调节、补充能量等 有重要作用,是大输液中的重要组分之一。用于治疗急性 心机缺血性休克、心肌梗塞 二、多糖类 目前上市的有: 香菇多糖,猪苓多糖注射液 ,芸芝多糖注射液 ,茯苓多 糖,肝素,硫酸软骨素等

目前糖类药物的使用和销售量已在药物市场占有很大的比例。 有统计显示,当前在市场上销售的糖类药物的数量大约有 500余种;在美国市场上,糖类治疗剂的销售量已从1993年 的3.29亿美元上升到2000年的52.5亿美元,年增长率为49%, 而到2002年,销售额达到120亿美元。“糖类药物”已从不登 大雅之堂的角落走出来,在药学领域占据了其应有的一席之 地。 迄今为止,糖类药物涉及的临床适应症主要包括肿瘤、糖尿 病、AIDS、流行性感冒、细菌感染和风湿性关节炎等,而 近来基于糖类的疫苗也取得了令人瞩目的成就。

Acarbose 用于治疗IDDM和NIDDM。 降糖作用的机制是抑制小肠壁细胞和寡糖竞争,而与α-葡萄 糖苷酶可逆性地结合,抑制酶的活性,从而延缓碳水化合物 的降解,造成肠道葡萄糖的吸收缓慢,降低餐后血糖的升高 阿卡波糖由德国拜耳公司研制,销售金额一直领跑口服糖尿 病用药。获准生产阿卡波糖制剂的生产企业有3家:拜耳医 药保健有限公司、杭州中美华东制药有限公司和四川宝光药 业股份有限公司。华源医药电子商务公司提供的数据显示, 原研厂家拜耳医药占据市场 83%的金额份额,近几年略有 下降,所丢失的市场主要被杭州中美华东公司抢占,两家的 产品均为阿卡波糖片,而四川宝光的50mg阿卡波糖胶囊仅 占1%的市场份额。

伏格列波糖由日本Takeda公司开发,曾在全球 畅销药排行榜排在前150位,市场推广也较为强 劲,但在中国市场与阿卡波糖的销售相比处于 下风。2004~2008年,伏格列波糖的金额份额 持续下降,2008年仅占1%。主要生产企业为天 津武田公司、江苏晨牌药业有限公司和浙江震 元制药有限公司。晨牌药业的伏格列波糖分散 片和震元制药的伏格列波糖胶囊市场份额逐年 升高,2008年两家总份额达到14%。

将糖生物学推向生命科学前沿的重大事件发生于1990年。 有3家实验室几乎同时发现血管内皮细胞当组织受到损伤 时,白血球和内皮细胞穿过血管壁,进入受损组织,以便 杀灭入侵的异物。 这一发现首次阐明了炎症过程有糖类和相关的糖结合蛋白 参与。 更令人吃惊的是,进入血液循环系统的癌细胞可能借助了 类似于上述的机制穿过血管,进而导致癌症的转移。紧接 着又出现了以这一基础研究的成果为依据的开发和生产抗 炎和抗肿瘤药物的热潮。

关于 SLex 当组织受损或感染时,白细胞黏附于内皮细胞,沿血管壁 滚动并穿过管壁进入受损组织,杀灭入侵病原物,但过多 的白细胞聚集,则会引起炎症及类风湿等自身免疫疾病。 血管内皮细胞-白细胞黏附分子,后改称 E选择蛋白(E -selectin),能识别白细胞表面的SLex四聚糖(一种血型 抗原)。 SLex可用于封闭血管内皮细胞表面的 E选择蛋 白,从而达到抗炎的目的。 市值估价为20亿美元/kg,美籍华裔科学家王启辉首先用 酶法合成了SLex,而合成价格降低了3~4个数量级,已 由Cytel公司生产。Glycomed公司则从中药甘草中,找到 了SLex的类似物甘草素。

五、目前多糖类药物研究过程中存在的问题 (一)、纯度问题 生物体内,多糖多数是与蛋白质或其他成分结合而存在, 因此提取纯化过程中要除杂。 (二)、多糖药品申报过程中质量标准问题 1、物理常数测定 包括:溶解度、比旋度、特性粘度 2、分子量测定 一般选2~3种方法,如:凝胶柱层析法、特性粘度法、 超离心法

3、纯度分析 一般通过凝胶柱层析法、电泳法、HPLC法、紫外扫描法、含氮量测定法 4、组成单糖的鉴定及各单糖组成比的测定 一般通过纸层析、GC法、颜色反应、元素分析。 5、糖苷键的连接方式和连接位置的测定 主要测定是α还是β连接;是α-1,4、1,3、1,6还是β-1,4、1,3、1,6等连接方式。 可以通过酶解法、红外光普法、核磁共振光谱法测定连接方式。 可以通过高碘酸氧化与smith降解反应或甲基化反应产物的分析确定糖苷键连接位置。