第二章聚糖的化学_110919.ppt

高级生物化学;本章目录;糖知识回忆;1.1 糖生物学;糖链的多样性和复杂性;活性多聚糖：如：血管内皮细胞－白细胞黏附分子（E-选择蛋白），能识别白细胞表面SLex抗原(四聚糖表面抗原）。 当组织受损或感染时，白细胞通过其表面SLex抗原黏附于血管内皮细胞表面的白细胞黏附分子上进入受损组织，进而杀灭入侵病原体。 但过多的白细胞聚集，会引起炎症及类风湿等自身免疫性疾病。;美籍华裔科学家王启辉首先用酶法合成了SLex（4聚糖表面抗原)； 之前的推算价格：20亿美元/千克。经他合成后，价格降低了3～4个数量级，并已由凯特尔(Cytel)公司生产。 此后，格力斯迈德(Glycomed)公司从甘草中，发现了SLex类似物-甘草素，可识别E-选择蛋白，因此封闭血管内皮细胞表面的E-选择蛋白，因而可抑制白细胞聚集，从而达到抗炎的目的。;1.1.1 多糖 (polysaccharides,PS);;研究发现： 多糖活性与其结构密切相关;多糖缺点： 分子量大，粘度大，溶解扩散困难，结构复杂，因此，吸收困难，应用受限。 寡糖优点： 分子量小，结构简单，溶解性增强，低毒性，因此，稳定性和安全性较好。 许多多糖链经断裂后，可使活性提高，寡糖的低毒性是多糖与其他天然活性物质所不能比拟的，因此，对寡糖的研究日益受到重视。;对海洋生物活性物质的开发利用，是近30年发展起来的。 海洋的独特环境造就了众多具有特异性功能的活性物质。多糖在其中占有重要地位。 海藻多糖由于其在海藻中的含量高，原料来源丰富且有保障，药理作用显著，毒副作用小，成为当前海洋药物开发的热点。 通过对海藻多糖的结构及生物活性的研究，目前已开发出多种多糖类药物。;1.2 寡 糖;功能性低聚糖;;① 寡糖的分类和结构类型;根据构成寡糖的单糖种类可将寡糖分为同源寡糖(均一)，即由同一种单糖反复成苷结合而成的寡糖； 异源寡糖(不均一)，即由两种或两种以上单糖构成的寡糖及其衍生物； 寡糖侧链化学修饰包括：胺基化、羧基化、磺酸化、磷酸化等。;② 寡糖的生物学活性;寡糖是生物体内重要的信息物质，参与细胞接触与识别。如： 在细胞表面、细胞之间通讯，识别和相互作用； 在胚胎发育，细胞代谢，信号传递，细胞运动与黏附，以及病原与宿主细胞的相互作用等方面起着重要作用。;有些寡糖能激活植物的自我防卫系统。 有些寡糖能诱导根瘤菌的固氮作用。 有些寡糖可与入侵微生物上的糖蛋白相结合，从而阻止这些微生物对人体正常细胞的侵袭。 有些寡糖具有抗菌、抗病毒及提高免疫活性的功能。 一些寡糖具有肝素的凝血功能。 研究表明：血型决定族寡糖很有希望成为防治癌症的药物。;寡糖具有营养保健功能 由于人体不具备分解、消化寡糖的酶系统，在摄入之后，它很少或根本不产生热量，可有效地防治肥胖病、高血压、糖尿病等。 纯寡糖如：乳果糖、果聚糖、大豆低聚糖、异麦芽糖等可导致双歧杆菌生长因子↑； 寡糖被双歧杆菌发酵→脂肪酸↑→肠道内pH值下降→有害菌群↓→调整微生物群落的合理分布→B族维生素↑、促进肠蠕动、蛋白质吸收加快→提高免疫力。;寡糖研究现状;③ 海洋寡糖的生物活性;卡拉胶寡糖的抗肿瘤活性： 对小鼠S180肉瘤具有抑制作用； 促进超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性，具有抗氧化功能。 促进效果 [硫酸取代]低＞[硫酸取代]高 推测抗肿瘤活性主要来源于抗氧化活性、免疫调节功能。;④ 寡糖生物活性的作用机理;糖类化合物的化学修饰及其对生物活性的影响;★卡拉胶及其分解的寡糖;卡拉胶：一种硫酸半乳聚糖 卡拉胶结构特点： 1,3-β-D半乳糖和1,4-α-D半乳糖交替连接形成骨架结构。 根据半乳糖中是否含有内醚以及半乳糖上硫酸基的数量和连接位置不同区分为κ-、μ-、ι-、θ-、λ-、ε-、ν-七种类型。 常见的卡拉胶多为κ-、ι-、λ-型;;高级生物化学;卡拉胶的基本性质;卡拉胶的应用;卡拉胶的生物学活性;硒化卡拉胶的生物活性;海藻多糖的研究与进展;2005年前后，支撑海藻产业的褐藻胶、琼胶、卡拉胶及甘露醇的价格持续下跌。 例如：卡拉胶，从上个世纪八十年代中期的2～3万元／吨下降到当时的3～4千元／吨。 原因：海藻产品应用面窄，是限制我国海藻工业迅速发展的直接因素。 所以，拓宽海藻产品用途，用高新技术改造传统海藻化工产业，已成为我国当时必须面对的问题，卡拉胶的高附加值化就是其重要的研究议题之一。;未降解卡拉胶的局限性;★ 大豆低聚糖;棉子糖分子式;水苏糖分子式;大豆及大豆制品中水苏糖、棉子糖含量(%);大豆低聚糖理化特点;⑤ 酸性热稳定性强，大于果糖低聚糖和蔗糖 140℃时开始热分解 适用于需要加热杀菌的酸性食品。 90℃，pH3.5,30min低聚糖受热后残存率： 大豆低聚糖：＞90% 蔗糖：7