羟自由基降解海带硫酸多糖的可行性研究论文

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1、羟自由基降解海带硫酸多糖的可行性研究论文岳真，李守玲，李玺，曲爱琴【摘要】低分子量海带硫酸多糖已被证明有多种生物学功能，但提取得到的海带硫酸多糖分子量很大，需要进一步降解。目前常用的一些降解方法都有一定缺点，急需寻找新的降解方法。羟自由基作为一种高活性物质，对生物大分子有强的破坏作用。根据这种性质.freelinariapolysaccharidesulfate，是存在于褐藻植物体细胞间的多糖物质，主要成分是α-L-岩藻糖4-硫酸酯的多聚物，同时还含有不同比例的半乳糖、甘露糖、木糖和葡萄糖醛酸，已被证明具有调节免疫活性、抗肿瘤、抗辐射、降血压、降血糖、抗血栓、抗氧化等多

2、种生物学功能，是潜在的海洋药物来源，但是海带硫酸多糖的药用之路还存在很多问题。从海带中提取的海带硫酸多糖其分子量大都在几十万甚至上百万，分子量较大，免疫原性强，给理化性质分析及生物学功能研究带来了困难，而且海带硫酸多糖具有很强的复杂性及不均一性，这决定了分子量不同的海带硫酸多糖的生理活性是不同的。多项研究表明小分子海藻硫酸多糖的生理活性比大分子硫酸多糖更加显著。1低分子量海带硫酸多糖的生物学作用研究表明，多糖分子量的分布与其生物活性的高低有直接联系。海带硫酸多糖的抗凝血活性与分子量密切相关。研究表明低分子量多糖（3000～40000Da）具有类肝素功能，能作用于血纤维蛋

3、白溶酶原，显示出显著的抗凝血活性［1］。Deux等［2］研究表明分子量8000Da的褐藻硫酸多糖，明显抑制血管内膜平滑肌增生，可预防心瓣手术后的血管再狭窄症状。分子量3500～8000Da的硫酸多糖能抑制补体过度活化，防止外源移植过程的超敏排斥［3］。李兆杰等［4］从海带中提取的低分子量海带硫酸多糖能清除活性氧自由基，显著降低高脂血症大鼠血清和组织中脂质过氧化物（LipidPeroxideLPO）的含量，具有体内外抗氧化的能力。付雪艳等［5］研究表明低聚海带硫酸多糖可能抑制血管紧张素的生成，对肾血管性高血压大鼠有显著的降压作用。同时，研究表明多糖的抗肿瘤作用也需要一定聚

4、合度和一定分子量的多糖。高向东等［6］提取的平均相对分子量15000Da的多糖，对S180肉瘤、Heps实体瘤、EC实体瘤等多种小鼠移植性肿瘤均有较好的抑制作用。由于低分子量多糖广泛的生物学功能，采取适当的方法把其分子量降低，是当前海藻多糖研究的一大课题。降解不仅有利于进行结构分析，减小免疫原性，还能提高其生物学功能。2海带硫酸多糖的降解方法研究对于海带硫酸多糖来讲，目前已有多种降解方法，如酸解法、碱解法、盐解法、酶解法超声波降解及γ-射线降解，但这些方法都有一定的缺点。酸水解中糖苷键的断裂基本上是随机的，降解产物分子量分布较大，给分离纯化带来一定的困难；碱水解可引起多

5、糖残基上某些O-SO4基团因亲核攻击造成的脱落和多糖链结构的变化，而硫酸基是多糖发挥生理活性所必须的基团，硫酸基的脱落导致生理活性的丧失。酶法对多糖的降解大都是随机的，所得降解产物分子量范围较大，而且糖苷酶分离纯化比较困难，价格昂贵，不适合大规模工业生产；氧化降解法、超声波法及γ-射线法等方法，对一般的实验室，受到一定的限制。最近的一系列研究表明，酶法、氧化降解法、超声波法及γ-射线法等降解过程中，自由基都发挥着重要的作用。方靖［7］指出纤维二糖脱氢酶降解木质纤维素过程中产生羟自由基。羟自由基完全有可能攻击破坏其邻近的木质纤维素大分子，加速底物的降解。付海英［8］在海藻

6、酸电钠离辐射降解研究中指出脉冲辐射使水合电子被转化成羟自由基，羟自由基进攻海藻酸钠多糖分子，发生降解。由此可见，自由基可能成为多糖降解的可行方法。3羟自由基降解多糖的初步研究3.1自由基概述自由基是游离存在的、带有不成对电子的分子、原子或离子,其化学性质很活泼。在体内虽然不断地产生，但也不断地被消除，正常状态下处于动态平衡。具有不配对电子的氧自由基，主要包括超氧阴离子自由基O-2·、羟自由基·HO、过氧化氢H2O2等。其中·HO自由基带有一个不成对电子，性质极为活泼，其反应活性和毒性都很强。大量研究表明，自由基对脂膜、蛋白质、核酸等生物大分子具用破坏作用。因此关于自由基

7、的研究绝大多数集中在如何清除自由基、抑制自由基毒害上，对自由基的实际应用研究较少。3.2羟自由基降解多糖的研究进展Miller发现［9］，H2O2可以降解植物多糖，而羟自由基比H2O2更有效，它能很容易的使多糖包括透明质酸，脱乙酰壳聚糖，支链淀粉、木聚糖和肝素降解。解聚之后的成分若进一步采用凝胶过滤，离子交换色谱或超过滤分级法可制得分子量较均一的组分。根据对木聚糖降解的结构分析，其侧链上的半乳糖、木糖易被·HO自由基攻击，从而造成骨架的断裂。王蔚等［10］在研究褐腐真菌降解纤维素时发现，褐腐菌虽然大量降解木材，却不具有外切葡聚糖酶。研究表