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浙江大学博士学位论文姬松茸多糖的分离纯化、结构鉴定和抗肿瘤活性研究 姬松茸多糖的分离纯化和结构鉴定及抗肿瘤活性研究 摘要 姬松茸( a g a r i c u s b l a z e i m u r i l l ) 原产于北美南部、巴西和秘鲁等地,是1 9 7 2 年日 本人工栽培获得成功后才得以开发的一种食药兼用的名贵真菌姬松茸具有浓郁 的杏仁香味,茵盖嫩,菌柄脆,美味可口,含有丰富的蛋白质和其他营养成分, 营养价值很高姬松茸更为引人注目的是其医疗保健价值,因为多糖含量高,对 抑制肿瘤( 尤其是腹水癌) 增强精力、防治心血管病等都有效姬松茸的子实体, 茵丝体以及发酵液中均舍有活性多糖文献报道,姬松茸多糖具有抗肿瘤,增强 免疫力、降血糖、改善糖尿病、降血压,降胆固醇,改善动脉硬化以及改善骨质 疏松等作用由于国内外对姬松茸多糖的研究侧重于粗多糖,对其中均一多糖组 分的详细化学结构报道较少,为系统研究姬松茸多糖的化学结构和生物活性,对 姬松茸子实体中的多种多糖组分以及姬松茸菌丝体和发酵液中的多糖进行了分离 纯化、结构鉴定及药理活性研究 本文共分六个部分,分别是子实体多糖的提取,茵丝体发酵和多糖分离纯化, 不同来源的姬松茸成分比较子实体多糖的分离纯化、姬松茸多糖理化性质和结 构分析以及各种多糖的抗肿瘤活性研究 取得的成果如下: 1 、姬松茸子实体多糖的提取工艺研究 通过单因素试验和正交试验,确定了较佳的提取工艺,料水比为l :3 0 ;浸提 温度:1 2 0 ;浸提时间:3 h ,物料浸提前用微波预处理8 1 2 分钟可使多糖得率 从8 1 2 提高到9 1 5 提取次数以两次较经济,两次累计提取率可达9 3 1 0 提取液浓缩后醇沉工艺条件为3 倍体积9 5 乙醇醇沉6 h 2 、姬松茸深层发酵及其多糖的提取纯化研究 本章通过对姬松茸深层发酵培养基和发酵工艺条件研究,旨在提高姬松茸茵 丝体生物量以及胞外多耱的产量,为开展姬松茸茵丝体多糖和胞外多糖的生物活 性研究打好基础,也为深层发酵替代子实体栽培提供理论依据 2 1 研究了不同培养基成分对姬松茸深层发酵的影响,结合工业化生产实际, 选取农副产品原料玉米粉,豆饼粉为适宜的碳氮源姬松茸深层培养较佳培养基 组成为:蔗糖1 ,玉米粉2 ,豆饼粉o 5 ,k h 2 p 0 40 3 和m g s 0 4 7 h 2 0o 2 2 2 研究了不同培养条件对姬松茸深层发酵的影响,适宜的培养条件为: 5 0 0 m l 摇瓶装液量l o o m l ,接种量1 0 0 , 4 ,转速1 2 0 r r a i n ,培养温度2 8 1 2 ,发酵周 描要 期1 4 0 h 在此最佳条件下发酵,生物量可迭1 2 l g 1 0 0 m l ,胞外多糖达到 o 2 0 5 9 1 0 0 m l 2 - 3 参考子实体多糖的分离纯化方法,凝胶过滤法从姬松茸菌丝体中分离到两 个多糖均一组分,命名为a b m m l 和a b m m 2 ,得率分别为3 4 5 和2 5 1 3 、不同来源的姬松茸成分比较 3 1 比较了姬松茸子实体和菌丝体的营养成分,茵丝体中总糖和蛋白质含量略 高于子实体,而子实体的灰分高于菌丝体 3 2 通过等离子发射光谱法( i c p ) 测定了姬松茸子实体和菌丝体中的微量元 素,发现姬松茸菌丝体及子实体中均言含多种人体必需微量元素,尤其是锌( z n ) 和硒( s e ) 的含量较高 3 3 比较不同来源姬松茸粗多糖中多糖和蛋白质含量,子实体粗多糖中多糖含 量高于茵丝体粗多糖,但蛋白质含量低于茵丝体粗多糖,但经水提工艺提取多糖, 菌丝体粗多糖的得率却略高于子实体 3 4 比较不同来源的姬松茸粗多糖的h p l c 谱图发现,菌丝体多糖和胞外多糖 中分子量小的组分含量相对较高,而子实体粗多糖中分子量大的组分含量较高 4 、姬松茸子实体多糖的分离纯化研究 本章建立了姬松茸多糖纯化和分离的技术路线,主要步骤包括:超滤纯化, 阴阳离子交换树脂法脱蛋白,分级醇沉和凝胶过滤层析等 4 1 试验结果表明:姬松茸多糖脱蛋白可采用如下工艺:姬松茸粗多糖溶液一l 万分子量截留率膜超滤一截留液一过阴阳离子树脂交换柱一冻干一姬松茸脱蛋白 多糖精粉 4 2 采用阴阳离子树脂法来脱除姬松茸多糖中的蛋白质效果相当理想,且未见 国内外文献报道用弱碱性阴和弱酸性阳离子交换树脂串联,去离子水洗脱,条 件温和,起到部分脱色效果,用阴阳离子串联1 次,蛋白脱除率可达8 9 7 ,多糖 回收率达到了8 2 1 该法具有交换容量大,产业化放大容易树脂可长期反复利 用,工艺简单、生产成本低等诸多优点 4 3 通过分级醇沉可以将姬松茸多糖初步分为两个组分:命名为a b m f l 和 a b m f 2 ,得率分另q 为4 8 和4 6 通过s e p h a r o s e6f f 凝胶过滤从a b m f i 中分 离得到两个多糖均一组分:分别命名为a b m pi 和a b m p i i 4 4 通过s e p h a c r y ls - 3 0 0 凝胶过滤从a b m f 2 中分离得到一个多糖均一组分, 命名为a b m p ,a b m p i 的含量为a b m f 2 的2 8 6 5 、姬松茸子实体多糖单组分结构分析 浙江大学博士擘位论文 姬松茸多糖的分离纯化结构簦定和抗肿瘤活性研究 5 1 姬松茸子实体多糖均一组分a b m pi 为白色固体,a b m p i i 为微黄色固 体,二者都易溶于水,它们的旋光度分别为+ 6 2 5 0 ,+ 4 4 3 0 ,分子量分别为 2 0 1 0 5 , 1 4 x 1 0 5 5 2 完全酸水解结合h p l c 检测确定均一组分a b m pi 和a b m p i i 都仅由葡 萄糖单元组成 5 3 a b m pi 是以l ,4 连接的吡喃型葡萄糖为主链并含有少量结合蛋白( 1 5 ) 的非淀粉旺葡聚糖。 5 4 a b m p l i 可能是含有b 吡喃型葡萄糖基的蛋白聚糖 6 、姬松茸多糖的抗肿瘤活性研究 6 1 姬松茸多糖a b m pi 、a b m p i i 灌胃给药,对小鼠s 1 8 0 实体瘤均有一定 的抑瘤作用,其中a b m pi 的抑瘤作用较a b m p i i 好两个组分对小鼠s 1 8 0 实体 瘤的抑制都呈现出剂量相关性,灌胃剂量为2 0 0 m g k g d 时,a b m pi 的抑瘤率为 4 6 3 ;a b m pi i 的抑瘤率为3 8 7 6 2 姬松茸多糖a b m pi 、a b m p i i 灌胃给药,对小鼠肝癌腹水实体瘤有较好 的的抑瘤作用,其中a b m pi 的抑瘤作用较a b m p i i 好两个组分对小鼠肝癌腹 水实体瘤的抑制都呈现出剂量相关性,灌胃剂量为2 0 0 m g k g d 时,a b m pi 的抑 瘤率为5 3 4 :a b m pi i 的抑瘤率为4 0 1 6 3 通过灌胃给药,姬松茸茵丝体粗多糖和姬松茸胞外多糖对小鼠s 1 8 0 实体 瘤都有较好的抑制效果。姬松茸菌丝体粗多糖灌胃剂量为5 0 0 m g k g d 时,抑瘤率 为5 2 8 ;姬松茸胞外多糖灌胃剂量为3 0 0m g k g d 时,姬松茸胞外多糖的抑瘤率 为5 4 6 ,当灌胃剂量增加时,抑瘤率反而下降,说明在高剂量下,姬松茸胞外多 糖对小鼠的免疫系统有抑制作用 关键词:姬松茸;多糖;分离纯化;结构鉴定;抗肿瘤 摘要 s t u d yo ni s o l a t i o n ,p u r i f i c a t i o n ,s t r u c t u r a li d e n t i f i c a t i o na n d a n t i t u m o ra c t i v i t yo fp o i y s a c c h a n d e sf r o ma g a d c u sb l a z e i m u r i l l a b s t r a c t 4 妒啦m a z e im u r i i i ( a b m ) i so r i # n a _ t e c lf r o mc 0 埔i ns o u t l l c mn o r t ha m e r i c a , s u c ha s b r a z i la n dp e r u i th a sb e c o m eap r e c i o u sf u n g u s ,a n dp l o c a s s 4 e d i b l ea n dm e d i c a lv a l u e s ,s i n c ei t w a sc u l t u r e db yj a p a n e s ei n1 9 7 2 a b mh a sas t r o n gf l a v o ro f a l m o n da n dt a s t e sd e l i c i o u s i t ss o f t c a pa n de r i s ws l i p ec o n l a i nh i g hm o u n to f p r o t e i n sa n do t h e rn u t r i e n t s , w h i c ha r eo f h i g hn u l r i d o n v a l u e m o r e o v e r , a b mh a sq u i t eh i g ht h e r a p e u t i cp o t e n t i a l i ti sr e p o r t e dt h a tt h ep o l y s a c c h a r i d e s f r o ma b mi se f f e c t i v ei ni n h i b i t i n gt u m o r ( e s p e c i a l l ya s c i t e sl i v e rc a n c e r ) , i m p r o v i n gs t a m i n a , d e e r e a s i n gc h o l e s t e r o l ,b l o o dp r e s s u r ea n db l o o ds u g a rc o n t e n t , c u r i n gd i a b e t e sa n dp r e v e n t i n g a t h e r o s c t e r o t i ca n dc a r d i o v a s c u l a ri l l n e s s t h ef r u i t i n gb o d ya n dm y c e l i ao fa b ma n df e r m e n t e d m e d i u mo fa b mc o n t a i na c t i v ep o l y s a e e h a r i d e s of a rt h es t u d i e so l lp o l y s a c z h a d d e sf r o ma b m h a v eb e e nf o c u s e do nc r u d ep o l y s a c c h a r i d e s t h e r ea r ef e wm p o n sr e g a r d i n gc h e m i c a ls t r u c m r e so i l t h eh o m o g e n o u sc o m p o n e n t sf r o mp o l y s a c e h a r i d e s t h ep r e s e n tp r o j e c ts t u d i e dt h ep r o c e d u r eh o w t op u r i f yt h em u l t i p l ep o l y s a c e h a r i d ec o m p o n e n t sf r o mt h ef r u i t i n gb o d ya n dm y c e l i ao f a b ma n d f e r m e n t e dm e d i u mo f a b m 。t h e i rc h e m i c a ls t r u c t u r a lc h a r a c t e r i z a t i o na n dp t m 巾1 枷l o g i c a ja c t i v i t y t h i sd i s s e r t a t i o nc o n s i s t so f s i xc h a p t e r s ,w h i c hr a r ee x w a c t i o no f p o l y s a c c h a r i d a sf i o mt h ef r u i t i n g e x t r a c t i o na n dp u r i f i c a t i o no fp o l y s a c e h a t i d e sf r o mt h em y c e l i af e r m e n t a t i o n , c o m p a r i s o no f t h ep o l y s a e e h a r i d ec o m p o n e n t sf r o md i f f e r e n ta b m s ,p u r i f i c a t i o no fp o l y s a e e h a r i d e sf r o mt h e f r u i t i n gb o d y , p h y s i e a _ lc h a r a c t e r i z a t i o na n dc h e m i c a ls t r u c t u r a la n a l y s i so fp o l y s a c c h a r i d e sf r o m a b a n da n t i - t u m o ra c t i v i t yo f d i f f e r e n tp o l y s a e c h a r i d e so f a b m t h er e s u l t sa r cs h o w na sf o l l o w i n g 1 仉帕i 呷m 翻n 一靠嘣埘i n i q 呻f i a t 哪i i y 鞠c c i i a 曲f t 饼n a b m f r u i t i n g b o d y t h 埘i 曲s i n g l e - f a c t o re x p e r i m e n t sa n do r t h o g o n a le x p e r i m e n t s ,i tw s sf o u n dt h a tb e s ty i e l dc o u l d b eo b t a i n e db yu s i n gl a wm a t e r i a l :w m e rr a t i o1 :3 0a t1 2 0o cf o ri n c u b a t i o nf o r3b ,p r e t r e a t m e n t o f t h er a wm a t e r i a lb ym i c r o w a v ef o r8 1 2m i nc o u l di n c r e a s et h ep o l y s a c c h a c i d ey i e l df r o m8 1 2 t o9 1 5 m u l t i p l ee x l r a c t i o n so f 2t i m e sr e s u l t e da l lo p t i m a ly i e l do f9 3 1 0 e x t r a c t e ds o l u t i o n w a sc o n c e n t m t e d , t h e np r e c i p i t a t e da f i e ri n c u b a t i o nf o r6 hw i t h3v o l u m e s9 5 e t h a n 0 1 zm m 蜘硼删o f 慨h n i q f o r 戗虮翩a n dp u r i f i c a t i o n 硝p o l y a , w e 蛔d d e 饥帅d e e p 佃孤鲫b 锄 o f a b t h em e d i u mf o ra b ms u b m e r g e df e r m e n t a t i o na n dt h ef e r m e n t a t i o nc o n d i t i o n sw e r es t u d i e d , i n o r d e rt oi r m a s et h eb i o m a s so fa b m m y c e l i aa n dt h ey i e l do fe x t r a c e l l u l a rp o l y s a c e h a r i d e s t h e r e s u l t sf r o mt h e s ee x p e r i m e n t sp a v e dt h ew a yf o rb i o a c t i v i t ya s s a y so fp o l y s a c c h a r i d e sf r o ma b m m y c e l i aa n de x t m c e l l u l a rp o l y s a c c h a d d e s , a 5w e l l a sr e p l a c i n gc u l t u r eo ff i u i t i n gb o d yw i t h s u b m e r g e df e r m e n t a t i o n 2 1t h ec o m p o n e n t si nt h em e d i u mf o rs u b m e r g e df e r m e n t a t i o nh a v eb e e no p t i m i z e d r a wc o m i v 浙江大学博士学位论文姬松茸多糖的分离纯化结构鉴定和抗肿瘤活性研究 p o w d e ra n db e a nc a k ew e r ec h o 湖a st h es u i t a b l ec 卸f b o r ia n dn i t r o g e ns o u r c :e t h eo p t i m a lm e d i u m c o n s i s t so f1 s u g a r , 2 c o r np o w d e r , o 5 b e a nc a k e , o 3 k h 2 p 0 4a n d0 2 m g s 0 4 。7 1 - 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2 。o fy i e l d4 8 a n d4 6 ,r e s p e c t i v e l y t w of r a c t i o n so fh o m o g e n e o u sp o l y s a c c h a r i d e , a b m p ia n d a b m p l l 。6 5 1 w e r e o b t a i n e d f r o m a b m f it h r o u g h s e p h a r o s e 6 e e g e l f i l t r a t i o n 4 4a n o t h e rh o m o g e n e o u sf r a c t i o na b m p1 1 1w a s 辩p a 删f r o ma b m f 2f l w o n g hs e p h a c r y ls - 3 0 0 g e lf i l t r a t i o n , y i e l d e d2 8 6 o f a b m f 2 5 8 t n a 知r a l m a l y s i s o f h o m o g e m m 幛c m c o a e a t f n a m 呻i y j 磕h 鲥i d 一旭f r u i t i n g b 畸 5 1a b m pii saw h i t es o l i d a n da b m pi ii sas u b t l ey e l l o ws o l i d b o t ha r cs o l u b l ei nw a t e r , h a v i n g o p t i c a la c t i v i t i e so f + 6 2 5 0a n d + “3 。r e s p e c t i v e l y , a n dm o l e c u l a rw e i g h ta b o u t2 0 x 1 0 5a n d l 4 x 1 0 s d a l t o nr e s p e c t i v e l y 5 2d e t e r m i n e db yh p l cm e a s u r e m e n ta f t e rc o m p l e t ea c i dh y d r o l y s i s a b m 旷ia n da b m 咿i ib o t h c o n s i s to f o n l yg l u c o s e s 5 3t h em a i nc h a i t io f a b m pli sm a d eo f1 , 4 - g l u c o p y r a n o s e ,t o g e t h e rw i t hs m a l lm o u n t ( 1 5 ) o f n o n s t a r c hu - o u c a n , w h i c hc a nr e a c tw i t hp r o t e i n s 5 4 a b m p l l i sa g l u c n s a n w i t h l 3 - g l u c o p y r a n o s y l g r o u p & s 山d y o f m l 缸h l m o r 托吐嘶f m 胁a 阴舯y | 睇c h 柏 6 1t h eg r o w t ho f s l 8 0t u m o ri nm i c ew a si n h i b i t e dw h e nm i c ew a sf e db ya b m pla n da b m p n 忙f o r m e ro n eh a db e t t e ri n h i b i t i o nt h a nt h eo t h e r t h ei n h i b i t i o nr a t ew a sp o s i t i v e l yc o r r e l a t e dt o t h ea m o u n to ft h eb o t hc o m p o n e n t sf e dt om i c e w h e nt h ea m o u n tw a s 2 0 0m g k g d t h ei n h i b i t i o n r 眦w a s4 6 3 a n d3 8 7 f b r a b m pia n da b m pi i , r e s p e c t i v e l y 6 2a b m pia n da b m p1 1a l s oi n h i b i t e dt h eg r o w t ho fa s c i t e sl i v e rc 龃i nm i c eb y5 3 4 a n d 4 0 1 r e s p e c t i v e l y , w h e nt h ea m o t m tw e s2 0 0m g n g 。d 6 3t h eg r o w t ho f $ 1 8 0h m l o ri nm i c ew a si n h i b i t e dw h e nm i c ew a sf e db yc r u d ep o l y s a c e h a r i d e so f m y c e l i aa n de x t r a c e l l u l a rp o l y s a c c h a r i d e sf r o ma b lb y5 2 8 a n d5 4 6 r e s p e c t i v e l y , w h e nt h e d o s a g e sw e f e5 0 0m g k g da n d3 0 0m g k g dr e s p e c t i v e l y t h ei n h i b i t i o nr a t ew a sn e g a t i v e l y c o r r e l a t e dw i t ht h ed o s a g e ,w h e nt h ep o l y 女蜘d w e r ef e di nh i g h e ra m o u n t 1 1 血i n d i c a t e st h a t e x n a c c l l u l a rp o l y s a c e h a r i d e so f a b mi n h i b i tt h ei l l m u l l es y s t e mi nm i c ea ts u c hh i g hd o s a g e k e y w o r d s :a g a r i c u sb l a z e im w i l l , p o l y s a c n h a r i d e , p u r i f i c a t i o n , s u l l c t u r a li d e n t i f i c a t i o n , a n f i t u m o r - 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1 i n t e r l e u k i n - 2 i i l t e r l e u k i n - 6 i | l f hr e ds p e c u m n l i p o p o l y s a c c h a r i d e f r o me s c h e r i c h i ac o l i o l l l :b 4 l e t i n a n m a c r o p h a g e9 m i n u t e n a t - f l l - 丑ik i l e tc e l l n u c l e a rm a g n e t i cr e s o n a n c e 2 dn u c l e a ro v e r h a u s e xe f f e c ts p e c t r o s c o p y r o t a t i n g f r a m eo v e r h a u s e re f f e c t s p e c t r o s c o p y r e l a t i v es t a n d a r dd e v i a t i o n t r i f l u o r a c e t i ca c i d t u m o rn e c r o s

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