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扇贝作为世界各地重要的海洋贝类资源之一,具有极高的营养价值和丰富的生物活性物质,如脂肪酸、氨基酸、多糖、多肽和糖蛋白等,但是有关扇贝活性物质的研究中对扇贝多糖的研究鲜有报道。目前对于扇贝多糖的研究发现扇贝多糖具有免疫调节,抗肿瘤活性和抗氧化等生物活性,但是很多研究对扇贝多糖的物化性质,结构和活性没有进行深入的探究。本论文通过热水浸提法从扇贝中获得粗多糖,经过柱层析分离得到精多糖,对得到的多糖的物化性质和结构进行了深入的分析,以巨噬细胞RAW234.7细胞为研究对象,探索了扇贝多糖的免疫活性和相关的信号通路。本研究的主要内容如下:
(1)栉孔扇贝多糖的提取分离纯化
通过单因素实验确定热水浸提栉孔扇贝多糖的最佳条件:提取时间4h,提取温度65℃,液料比为50(V/W),在此条件下扇贝多糖的提取率达到29.84%。选择细线长度(TLL)为45的乙醇硫酸铵双水相体系对扇贝粗多糖进行除蛋白处理,除完蛋白后,收集双水相体系下相进行透析,浓缩和醇沉得到初步纯化的粗多糖,随后将粗多糖进行DEAE-纤维素-52和SephadexG-75柱层析分离,经DEAE-纤维素-52柱层析后得到一种中性多糖和一种酸性多糖,将这两种多糖收集后分别进行SephadexG-75层析收集得到精多糖CFP-1和CFP-2。
(2)栉孔扇贝多糖物化性质的研究
扇贝粗多糖及其分离组分CFP-1和CFP-2的紫外扫描检测结果发现,在260nm和280nm处均没有明显的吸光值,这说明在提取纯化过程中,多糖中所含的蛋白质和核酸基本都被除干净了;其次是红外光谱对其特征吸收峰进行分析,两种多糖均具有多糖的特征吸收峰;糖醛酸含量的检测发现CFP-1中糖醛酸含量为3.73±1.04%,CFP-2糖醛酸含量最高为32.92%±5.03%;分子量检测实验结构表明CFP-1分子量比较小为8436Da,CFP-2为82372Da;单糖组成分析中发现扇贝多糖是由葡萄糖组成。
(3)栉孔扇贝多糖的结构解析
本研究中主要通过对扇贝多糖进行刚果红实验,甲基化和核磁共振分析,对多糖的结构进行初步的解析然后为多糖活性研究提供一定的结构基础。刚果红溶液它可与具有三股螺旋链构象的多糖形成络合物,络合物的最大吸收波长同刚果红相比发生了红移,从而确定多糖是否具体有一定的空间结构,实验结果表明多糖与刚果红有一定的络合,推断扇贝多糖具有一定的螺旋结构,但是与三螺旋结构的凝胶多糖不同,即不是三螺旋结构。甲基化和核磁共振结果表明,CFP-1的糖苷键连接方式为2-D-Glcp,4-D-Glcp和3,4,6-D-Glcp,其比例为2.1:1:6.5,而且多糖中的糖苷键类型为α和β两种类型;CFP-2的糖苷键连接方式为T-D-Glcp,4-D-Glcp和3,4-Glcp,其比例为1:9.7:1.7,糖苷键类型为α型。
(4)栉孔扇贝多糖免疫调节活性及其机理的研究
在所选的实验浓度范围内(125-2000μg/mL)扇贝粗多糖及其纯化组分对巨噬细胞均无毒副作用;中性红实验结果表明,粗多糖和CFP-2均能有效的促进巨噬细胞的吞噬活性,而CFP-1没有促进作用。在扇贝多糖促进巨噬细胞分泌免疫相关细胞因子及mRNA表达量的研究中,NO,TNF-α,IL-1β,和IL-6分泌量的检测均显示CFP-2的效果最好,其次是粗多糖,CFP-1对这些细胞因子的分泌基本没有促进作用,相关细胞因子mRNA表达量的检测也表现出一致的结果。信号通路的研究发现,扇贝多糖可以被巨噬细胞表面受体TLR4被识别然后通过JNK,ERK和p38MAPK三条信号通路刺激巨噬细胞RAW264.7增强其免疫活性。
(1)栉孔扇贝多糖的提取分离纯化
通过单因素实验确定热水浸提栉孔扇贝多糖的最佳条件:提取时间4h,提取温度65℃,液料比为50(V/W),在此条件下扇贝多糖的提取率达到29.84%。选择细线长度(TLL)为45的乙醇硫酸铵双水相体系对扇贝粗多糖进行除蛋白处理,除完蛋白后,收集双水相体系下相进行透析,浓缩和醇沉得到初步纯化的粗多糖,随后将粗多糖进行DEAE-纤维素-52和SephadexG-75柱层析分离,经DEAE-纤维素-52柱层析后得到一种中性多糖和一种酸性多糖,将这两种多糖收集后分别进行SephadexG-75层析收集得到精多糖CFP-1和CFP-2。
(2)栉孔扇贝多糖物化性质的研究
扇贝粗多糖及其分离组分CFP-1和CFP-2的紫外扫描检测结果发现,在260nm和280nm处均没有明显的吸光值,这说明在提取纯化过程中,多糖中所含的蛋白质和核酸基本都被除干净了;其次是红外光谱对其特征吸收峰进行分析,两种多糖均具有多糖的特征吸收峰;糖醛酸含量的检测发现CFP-1中糖醛酸含量为3.73±1.04%,CFP-2糖醛酸含量最高为32.92%±5.03%;分子量检测实验结构表明CFP-1分子量比较小为8436Da,CFP-2为82372Da;单糖组成分析中发现扇贝多糖是由葡萄糖组成。
(3)栉孔扇贝多糖的结构解析
本研究中主要通过对扇贝多糖进行刚果红实验,甲基化和核磁共振分析,对多糖的结构进行初步的解析然后为多糖活性研究提供一定的结构基础。刚果红溶液它可与具有三股螺旋链构象的多糖形成络合物,络合物的最大吸收波长同刚果红相比发生了红移,从而确定多糖是否具体有一定的空间结构,实验结果表明多糖与刚果红有一定的络合,推断扇贝多糖具有一定的螺旋结构,但是与三螺旋结构的凝胶多糖不同,即不是三螺旋结构。甲基化和核磁共振结果表明,CFP-1的糖苷键连接方式为2-D-Glcp,4-D-Glcp和3,4,6-D-Glcp,其比例为2.1:1:6.5,而且多糖中的糖苷键类型为α和β两种类型;CFP-2的糖苷键连接方式为T-D-Glcp,4-D-Glcp和3,4-Glcp,其比例为1:9.7:1.7,糖苷键类型为α型。
(4)栉孔扇贝多糖免疫调节活性及其机理的研究
在所选的实验浓度范围内(125-2000μg/mL)扇贝粗多糖及其纯化组分对巨噬细胞均无毒副作用;中性红实验结果表明,粗多糖和CFP-2均能有效的促进巨噬细胞的吞噬活性,而CFP-1没有促进作用。在扇贝多糖促进巨噬细胞分泌免疫相关细胞因子及mRNA表达量的研究中,NO,TNF-α,IL-1β,和IL-6分泌量的检测均显示CFP-2的效果最好,其次是粗多糖,CFP-1对这些细胞因子的分泌基本没有促进作用,相关细胞因子mRNA表达量的检测也表现出一致的结果。信号通路的研究发现,扇贝多糖可以被巨噬细胞表面受体TLR4被识别然后通过JNK,ERK和p38MAPK三条信号通路刺激巨噬细胞RAW264.7增强其免疫活性。