第十二章 糖类药物

糖类药物

第一节糖类药物的类型及生物活性简介第二节糖类药物来源与分离纯化第三节常用糖类药物的生产工艺第四节糖类药物的发展前景第一节糖类药物的类型及生物活性简介

在细胞表面的大量受体分子几乎都是糖蛋白或糖脂类，因此糖类作为信息分子，是细胞表面的识别标志，参与生物体内许多生理和病理过程，如：炎症反应中白细胞和内皮细胞的粘连，细菌、病毒对宿主细胞的感染，抗原、抗体的免疫识别等。一、糖类药物的分类

糖类药物按其聚合的程度分为单糖、寡糖和多糖等。（1）单糖及其衍生物如葡萄糖、果糖、木聚糖、山梨糖、甘露醇、氨基葡萄糖、6-磷酸葡萄糖、1，6-二磷酸果糖等。（2）寡糖有2～10个单糖以糖苷键相连组成的聚合物，如麦芽乳糖、乳果糖、水苏塘等。（3）多糖有10个以上单糖聚合而成的醛糖或酮糖组成的大分子物质，如香菇多糖、右旋糖酐、肝素、硫酸软骨素、人参多糖和刺五加多糖等。二、糖类药物的生理活性(1)调节免疫功能(2)抗感染作用如甲壳素(3)促进细胞DNA、蛋白合成可促进细胞增殖和生长。(4)抗辐射损伤作用如茯苓多糖、紫菜多糖、透明质酸等(5)抗凝血作用如肝素、甲壳素、芦荟多糖、黑木耳多糖等均具有类似的抗凝血作用。

(6)降血脂、抗动脉粥样硬化作用如硫酸软骨素(7)其他作用如：右旋糖酐可以代替血浆蛋白以维持血液渗透压

第二节糖类药物来源与分离纯化一、糖类药物的来源

糖种类繁多，广泛存在于动物、植物、微生物（细菌和真菌）、海藻中。1.动物糖类动物糖类来源于动物结缔组织、细胞间质，是研究最多、临床应用最早、生产技术最成熟的糖类，重要的有肝素、透明质酸和硫酸软骨素等。

2.植物糖类植物糖类来源于植物的各种组织，从各种中草药中都可以提取分离出药用糖类。3.微生物糖类依生物来源分为细菌多糖、真菌多糖和藻类多糖按分泌类型又分为胞内多糖和胞外多糖。如香菇多糖、云芝多糖。

二、糖类药物的理化性质

游离单糖及小分子寡糖易溶于冷水及温乙醇，可以用水或在中性条件下以50％乙醇为提取溶剂，也可以用80％乙醇，在70～78℃下回流提取。溶剂用量一般为材料的20倍，需多次提取。

植物体内含有水解多糖及其衍生物的酶，必须抑制或破坏酶的作用后，才能制取天然形式存在的多糖。供提取多糖的材料必须新鲜或及时干燥保存，不宜久受高温，以免破坏其原有形式，或使多糖受到内源酶的作用而分解。速冻冷藏是保存提取多糖材料的有效方法。

提取方法依照不同种类的多糖的溶解性质而定。昆布多糖、果聚糖、糖原易溶于水壳多糖与纤维素溶于浓酸直链淀粉易溶于稀碱酸性黏多糖常含有氨基己糖、己糖醛酸以及硫酸基等多种结构成分，且常与蛋白质结合在一起，提取分离时，通常先用蛋白酶或浓碱、浓中性盐解离蛋白质与糖的结合键后，用水提取，再将水提取液减压浓缩，以乙醇或十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)沉淀酸性多糖，最后用离子交换色谱法进一步纯化。三、糖类药物的分离纯化

1.单糖、低聚糖及其衍生物的分离纯化

一般提取流程：粉碎植物材料，乙醚或石油醚脱脂，拌加碳酸钙，以50%乙醇温浸，浸液合并，于40～45℃减压浓缩至适当体积用中性醋酸铅去杂蛋白及其他杂质，铅离子可通H2S除去，再浓缩至黏稠状以甲醇或乙醇温浸，去不溶物(如无机盐或残留蛋白质等)醇液经活性炭脱色，浓缩，冷却，滴加乙醚，或置于硫酸干燥器中旋转，析出结晶单糖或小分子寡糖也可以在提取后，用吸附层析法或离子交换法进行纯化。

2.多糖的分离与纯化

多糖药物的原料来源和性质各不相同，因此常选用不同的分离方法。常规的分离法包括提取、除脂、脱色、除蛋白、醇沉淀、柱分离纯化、透析等基本步骤。许多植物的种子或动物样品中需去脂溶性杂质；用85%乙醇可除去单糖、低聚糖等干扰成分；含色素较高的植物根、茎、叶、果实等需先进行脱色处理。（1）多糖的提取提取多糖时，一般需先进行脱脂，以便多糖释放。方法：将植物材料粉碎，用甲醇或乙醇一乙醚(1︰1)混合液，加热搅拌温浸1～3h，也可用石油醚脱脂。动物材料可用丙酮脱脂、脱水处理。

①热水提取

适用于难溶于冷水和乙醇，易溶于热水的多糖。提取时材料先用冷水浸泡，再用热水(80～90℃)搅拌提取，提取液除蛋白质，离心，得清液。透析或用离子交换树脂脱盐后，用乙醇沉淀的多糖。

②稀碱液提取

主要用于难溶于冷水、热水、可溶于稀碱的多糖。此类多糖主要是一些胶类。如木聚糖、半乳聚糖等，提取时可先用冷水浸润材料，使其溶胀后，再用0.5mol/LNaOH提取，提取液用盐酸中和、浓缩后，加乙醇沉淀多糖。如在稀碱中不易溶出者，可加入硼砂，如甘露醇聚糖、半乳聚糖等能形成硼酸配合物，用此法可得到相当纯的产品。

③黏多糖的提取

大多数黏多糖可用水或盐溶液直接提取，但因大部分黏多糖与蛋白质结合于细胞中，需用酶解法或碱解法裂解糖一蛋白间的结合键，促使多糖释放。（2）多糖的纯化

①乙醇沉淀法

乙醇沉淀法是制备黏多糖的最常用手段。乙醇的加入，改变了溶液极性，导致糖溶解度下降。

一般只要黏多糖浓度不太低，并有足够的盐存在，加入4～5倍乙醇后，黏多糖可完全沉淀。可以使用多次乙醇沉淀法使多糖脱盐，也可以用超滤法或分子筛法(SephadxG-10或G-15)进行多糖脱盐。加完酒精，搅拌数小时，以保证多糖完全沉淀。沉淀物可用无水乙醇、丙酮、乙醚脱水，真空干燥即可得疏松粉末状产品。

②分级沉淀法不同多糖在不同浓度的甲醇、乙醇或丙酮中的溶解度不同，因此可在不同浓度的有机溶剂分级沉淀分子大小不同的黏多糖。在Ca2+、Zn2+等二价金属离子的存在下，采用乙醇分级分离黏多糖可以获得最佳效果。

③季铵盐络合法

黏多糖与一些阳离子表面活性剂如十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和十六烷基氯化吡啶(CPC)等能形成季铵盐络合物。这些络合物在低离子强的水溶液中不溶解，在离子强度大时，这种络合物可以解离，溶解，释放。使其溶解度发生明显改变的无机盐浓度(临界盐浓度)主要取决于聚阴离子的电荷密度。

④离子交换层析法

黏多糖由于具有酸性基团(如糖醛酸和各种硫酸基)，在溶液中以聚阴离子形式存在，因而可用阴离子交换剂进行交换吸附。常用的阴离子交换剂有D254、ECTEO1A-纤维素、DEAE-C、DEAE、SephadexA-25。此外，区带电泳法、超滤法及金属络合法等在多糖的分离纯化中也常采用。第三节常用糖类药物的生产工艺

一、D一甘露醇甘露醇在体内代谢甚少，肾小管内重吸收也极微，静脉注射后，可吸收水分进入血液中，降低颅内压，使由脑水肿引起休克的病人神志清醒。用于大面积烧伤及烫伤产生的水肿，并有利尿作用，用以防止肾脏衰竭，降低眼内压，治疗急性青光眼，还用于中毒性肺炎、循环虚脱症等。(一)结构与性质

甘露醇为白色针状结晶，无臭，略有甜味，不潮解。易溶于水(15.6g18℃)，溶于热乙醇，微溶于低级醇类和低级胺类，微溶于吡啶，不溶于有机溶剂。在无菌溶液中较稳定，不易为空气所氧化。熔点166℃，[a]20D+28.6°(硼砂溶液)。

(二)生产工艺

甘露醇在海藻、海带中含量较高。海藻洗涤液和海带洗涤液中甘露醇的含量分别为2％与1.5％，是提取甘露醇的重要资源。也可用发酵法和用葡萄糖电解转化生产。

[中和]上清液海藻或海带[浸泡提取]自来水浸泡液[凝集黏性物]pH=10～11.8pH=6～7中性提取液[浓缩]110～115℃沉淀物[除杂质]乙醇回流粗品甘露醇[精制]H2O，活性炭[干燥]精品甘露醇结晶甘露醇1．提取法(1)工艺流程(2)工艺过程及控制要点

①浸泡提取、碱化、中和海藻或海带加20倍量自来水，室温浸泡2～3h，浸泡液套用作第二批原料的提取溶剂，一般套用4批，浸泡液中的甘露醇含量已较大。取浸泡液用30％NaOH，调pH值为10～11，静置8h，凝集沉淀多糖类黏性物。虹吸上清液，用50％H2SO4中和至pH=6～7，进一步除去胶状物，得中性提取液。

②浓缩、沉淀

沸腾浓缩中性提取液，除去胶状物，直到浓缩液含甘露醇30％以上，冷却至60～70℃趁热加入2倍量95％乙醇，搅拌均匀，冷至室温离心收集灰白色松散沉淀物。样品重溶于适量蒸馏水中，加入1/8～1/10活性炭，80℃保温3.5h，滤清。清液冷却至室温，结晶，抽滤，洗涤，得精品甘露醇。③干燥结晶

甘露醇于105～110℃烘干。④包装检验

Cl-合格后(Cl-<0.007％)进行无菌包装，含量98％～102％。米曲霉菌种[斜面培养]30～32℃，4～5d斜面菌种[种子培养]31℃，20～24h种子培养液[发酵]