防风Saposhnikovia divaricate(Turcz.)Schischk是一味传统中草药,其功用可归纳为祛风解表、胜湿止痛、止痉等。一直以来,学者对防风中小分子天然产物如香豆素类、色原酮类的结构和活性做了大量的分析研究,但关于防风中的天然大分子多糖的研究却相对较少。现有的防风多糖研究主要集中在其体内免疫调节、抗氧化和抗肿瘤等活性研究方面,而其结构研究非常有限,这极大地限制了我们对防风多糖结构和活性关系的理解和中药多糖潜在的临床应用。本课题经过系统提取分离从防风中得到4种不同组分的多糖,依次命名为SDP1～SDP4,其相对于水提粗多糖的得率分别为27.4%、10.1%、7.0%和41.2%。通过分子排阻色谱与多角度激光散射联用(SEC-MALLS)、高效阴离子交换色谱串联脉冲安培(HPAEC-PAD)、气质联用(GC-MS)及核磁共振(NMR)等分析手段,我们确认了防风多糖不同组分的分子量分布、单糖组成、糖苷键连接及多糖构型。结果表明SDP1是一种α-1,4-葡聚糖,并含有少量O-3/6位支链;SDP2主要含有α-1,4-葡聚糖及少量的阿拉伯半乳聚糖;SDP3主要由阿拉伯半乳聚糖构成,同时含有少量的葡聚糖;SDP4的分析结果表明其为一种果胶阿拉伯半乳聚糖。四种组分在分子和细胞水平上均表现出一定的抗氧化活性。ABTS自由基清除实验表明SDPs能够清除ABTS自由基且呈现剂量依赖性,其清除活性由高到低依次为SDP3≈SDP4>SDP2>SDP1。SDPs在1～100μg/mL预给药浓度范围内对由H2O2氧化损伤的RAW264.7细胞具有较好地保护作用并呈剂量依赖性。四种组分的保护作用由高到低依次为SDP4>SDP3>SDP2>SDP1。ROS试剂盒检测表明在100μg/mL预给药情况下,SDPs均能显著降低细胞内活性氧水平。RAW264.7中性红吞噬实验表明SDP2～SDP4在给药浓度范围内呈现较好的促进细胞吞噬作用,促进作用由大到小为SDP4>SDP3>SDP2。活性结果表明含阿拉伯半乳聚糖的防风多糖其抗氧化活性显著高于其它组分,并且其中的阿拉伯半乳聚糖的含量越多活性越明显,此外不含阿拉伯半乳聚糖的防风多糖其抗氧化活性相对较弱。随后我们通过1D/2D NMR及HPAEC-PAD-Q/TOF-MS重点分析了防风多糖中主要组分即SDP4结构。阿拉伯糖水解酶酶解去除SDP4的阿拉伯糖支链前后的NMR分析结果表明:SDP4为β-1,4半乳聚糖为主链,α-1,5阿拉伯聚糖(存在少量O-3位次级支链)为支链,同时存在α-1,4-半乳糖醛酸聚糖(其中半乳糖醛酸的酯化度为24%)的果胶阿拉伯半乳聚糖。半乳聚糖酶处理SDP4之后,利用HPAEC-MS对产生寡糖进行分析,除了检测到半乳糖、1→4连接的半乳二糖外,还检测到了大量聚合度为1～6的半乳糖醛酸寡糖,二级质谱显示它们均为1→4连接,该结果与NMR分析结果一致,我们可以进一步推测在SDP4的β-1,4-半乳聚糖主链中,存在聚合度为1～6的半乳糖醛酸支链。综上结果表明SDP4为一种以β-1,4半乳聚糖为主链,α-1,5阿拉伯聚糖和α-1,4-半乳糖醛酸寡糖为支链的非典型果胶阿拉伯半乳聚糖。上述结果为防风多糖的结构与其抗氧化活之间的构效关系研究提供有价值的线索。同时作为防风多糖中具有显著抗氧化活性组分,我们通过酶法详细的解析了 SDP4糖链组成。防风作为一味中药使用历史悠久,但防风多糖的结构和活性信息仍十分缺乏,还需要我们更多的努力去发现防风多糖的新结构和新活性。