梭柄松苞菇提取物中降血糖活性成分的分离纯化和结构鉴定

【摘要】糖尿病是当今威胁人类健康的主要慢性代谢疾病之一，它是由于胰岛素分泌缺陷或其生物功能紊乱所引起。约占全球总人数5%的人口，正遭受着糖尿病及其并发症的折磨。目前，众多化学合成或者生物化学合成的降血糖药物被研发，并投入到临床市场。尽管它们对降血糖的功效非常显著，但目前均无法从根本上治疗糖尿病，甚至会产生一系列副作用。因此寻找到一种，既具有高效降血糖活性，又能够合理改善患者整体健康水平的，低副作用的药物，成为了糖尿病临床治疗的当务之急。具有降血糖活性的天然产物，成为了研究的热点。尤其食用真菌，它不但含有比大部分植物更高的蛋白质及其更低的脂肪和能量，并且大量研究证明其具有引人瞩目的医药功能，如治疗糖尿病及其并发症。为了实现以上目的，本研究着眼于寻找具有治疗糖尿病潜质的食用真菌及其活性成分，并且探究其活性机理及其结构特征。以下是本研究的主要工作内容：(1)本研究对五种产于我国西南部的天然食用真菌的营养成分进行了较为全面的分析，包括：常规化学成分分析、氨基酸分析、脂肪酸分析、多酚分析、矿物元素分析等。结果显示，这五种食用真菌均富含蛋白质和各种矿物质元素，并且表现出低脂、低热量的特性，因此它们均可作为非常理想的膳食营养补充。值得注意的是，在所有食用真菌提取物中，梭柄松苞菇水提物的α-葡萄糖苷酶抑制活性（EC502.74μg/mL）、α-淀粉酶抑制活性（EC502.12μg/mL）、AGEs抑制活性（92%）、清除DPPH活性（EC502.86mg/mL）和还原力（EC0.50.96mg/mL）是最高的，并且多糖是其主要的生物活性物质。(2)本研究利用响应面分析方法对梭柄松苞菇子实体多糖的提取参数（提取温度、提取时间和料液比值）进行了优化，在最优条件下（提取温度为85℃、提取时间为3h、料液比值为0.05），多糖提取量为7.59g、α-葡萄糖苷酶抑制活性为2.85μg/mL、α-淀粉酶抑制活性为2.57μg/mL、AGEs抑制活性为90%、DPPH清除活性2.31μg/mL、还原力为0.87μg/mL、金属螯合活性为4.96μg/mL。并且各真实测量值与预测值均非常接近，这证明利用响应面分析法对梭柄松苞菇子实体多糖的提取条件优化准确有效。(3)本研究以STZ诱导的糖尿病小鼠为模型，分别对服用了梭柄松苞菇子实体粗多糖（CVPs）的糖尿病小鼠的多个生化指标进行测定，并且对它们的病理组织进行切片观察和分析。结果显示CVPs具有非常突出的抗氧化活性。这一特性可能直接或者间接的调节着糖尿病小鼠的血糖和血脂水平。同时CVPs对肝脏、肾脏、胰腺、肺、心脏有积极的保护作用。(4)本研究对梭柄松苞菇子实体多糖进行了分离和纯化，并且利用核磁共振、红外光谱、原子力显微镜等理化手段，对其理化性质、一级结构和几何结构进行测试分析。结果显示，通过DEAE-52和Sephadex-G100柱纯化获得了多糖单一组份CVP-1S，它的平均分子量为1.5×104Da，是由94.2%葡萄糖、1.3%岩藻糖和3.51%半乳糖组成的杂多糖。CVP-1S主要是一个以β-D-1,6-Glcp连接形式为主链，并有少量α-L-1,3-Galp存在于主链，β-D-1-Glcp和β-D-1-Fucp位于糖链的末端，而糖链的分支点存在于β-D-1,3,6-Glcp残基单元的一级结构。而CVP-1S的几何结构为外表光滑的串珠状。(5)本研究利用两种培养方法，实现了梭柄松苞菇的富硒培养。固体培养时，每千克培养基可以收获91.3g子实体，富硒量可以达到69.8μg/g，有机硒转化率达到92.6%；而液体培养时，每升培养液可以收获4.3g菌丝，富硒量可以达到254.3μg/g，有机硒转化率也达到了84.6%。相对于固体培养所获得的子实体富硒多糖（SFCs），液体培养所获得的菌丝富硒多糖（SPCs）具有更为出色的降血糖和抗氧化活性。并且液体培养所需培养周期更短，所得菌丝产物更均一，发酵过程更可控，因此本研究将选择液体培养的菌丝富硒多糖做进一步的深入研究。(6)为了进一步阐明梭柄松苞菇菌丝富硒多糖的降血糖和抗氧化活性与多糖结构之间的关系。本研究对梭柄松苞菇菌丝富硒多糖进行了分离和纯化，获得单一多糖组份SPC-2S（其体外抗糖尿病活性甚至优于CVP-1S），它的平均分子量为1.6×105Da，是由87.4%葡萄糖、1.0%甘露糖、8.8%半乳糖和2.8%木糖组成的杂多糖，并且红外扫描结果显示其为β构型多糖，同时扫描电镜和原子力显微镜揭示SPC-2S的几何结构为片层结构；同时本研究也对SPC-2S的降血糖、抗氧化活性进行了研究。旨在，进一步探索SPC-2S与降血糖、抗氧化活性间潜在的构效关系。动物实验结果显示，SPC-2S所表现出来的抗糖尿病特性及其机理与CVPs非常类似。
【作者】刘韫滔；
【导师】杨严俊；
【作者基本信息】江南大学，食品科学，2014，博士
【关键词】梭柄松苞菇；多糖；富硒；降血糖活性；抗氧化活性；

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