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为探究黄精多糖(PCHP)的结构 - 活性关系,安徽某研究团队开展对 PCHP 的提取、纯化、结构分析及生物活性评估研究。结果发现 PCHP - 1A 有特定结构,具抗氧化和降血糖活性。该研究为黄精的药用开发提供理论依据。
黄精,作为传统中药里的瑰宝,在养生保健领域久负盛名。近年来,科学家们对其蕴含的多糖类成分兴趣浓厚,这些多糖被认为是黄精发挥各种生物功效的关键 “角色”。然而,黄精多糖的结构与功能之间究竟存在怎样的关联,一直是科学界亟待解开的谜团。为了深入挖掘黄精多糖的奥秘,来自安徽的研究人员决心踏上探索之旅,他们希望通过系统研究,揭示黄精多糖的结构特征,评估其生物活性,进而为黄精在医药和健康领域的开发利用提供坚实的理论基础。最终,他们的研究成果发表在《Chemical and Biological Technologies in Agriculture》杂志上。
研究人员主要运用了以下几种关键技术方法:首先是提取与纯化技术,通过热水提取和乙醇沉淀从黄精根茎中获取粗多糖,再经 DEAE seplife FF 色谱柱和 Sephacryl S - 400HR 柱色谱进一步纯化;其次是多种结构分析技术,如利用单糖组成分析、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT - IR)、甲基化分析和核磁共振(NMR)光谱等手段对多糖结构进行剖析;最后采用体外实验评估其生物活性,包括抗氧化和降血糖活性检测。
1. 黄精多糖的分离与纯化:研究人员从安徽大别山地区采集野生黄精,经清洗、切片、干燥、粉碎等预处理后,采用热水提取结合乙醇沉淀的方法得到粗多糖。随后,通过多步纯化流程,包括酶解、除蛋白、除色素等操作,再经 DEAE seplife FF 色谱柱和 Sephacryl S - 400HR 柱色谱分离,最终获得高纯度的 PCHP - 1A 多糖。
2. PCHP - 1A 的理化特性表征
- 单糖组成分析:经两种水解方案分析,确定 PCHP - 1A 由果糖(Fru)、葡萄糖(Glc)、半乳糖(Gal)、甘露糖(Man)、阿拉伯糖(Ara)和鼠李糖(Rha)组成,其中 Fru 占比最高,达 86.99%。
- FT - IR 分析:FT - IR 光谱显示 PCHP - 1A 具有多糖的典型特征峰,如 - OH、C - H、C - O 键的伸缩振动峰,以及 β - 糖苷键连接的呋喃糖环特征峰,证实其多糖结构。
- 分子量分析:通过 SEC - MALLS - RI 技术测定,PCHP - 1A 的重均分子量(Mw)为2.90×104Da ,数均分子量(Mn)为2.40×104Da ,且呈单一、对称窄峰,表明其纯度较高,分子构象为紧凑的球状。
- 微观结构分析:SEM 结果显示,PCHP - 1A 在不同放大倍数下呈现出光滑、多孔、碎屑或层状的微观结构,分子间凝聚力较弱。
- 甲基化分析与 NMR 光谱分析:甲基化分析结合 NMR 光谱(1D 和 2D NMR)技术,确定了 PCHP - 1A 的糖苷键结构和主要糖残基的连接方式,其主链由→1)-β - o - Fruf-(2→、→1,6)β - d - Fruf-(2→和→6)-α - d - Glcp 组成,支链主要由 β - d - Fruf-(2→连接在→1)-β - d - Fruf-(2→的 O - 6 位置。
3. PCHP - 1A 的体外抗氧化和降血糖活性分析
- 抗氧化活性:通过检测 PCHP - 1A 对 DPPH、ABTS、?OH 和O2?自由基的清除能力以及总抗氧化能力(T - AOC)评估其抗氧化活性。结果表明,PCHP - 1A 对 DPPH 和?OH 自由基具有一定的清除能力,在 4mg/mL 浓度下,DPPH 清除率为 56.92 ± 1.42% ,?OH 抑制能力为 23.27 ± 1.80U/mL,但对 ABTS 和O2?自由基的清除能力较弱,T - AOC 值也较低。
- 降血糖活性:以 α - 葡萄糖苷酶为靶点,评估 PCHP - 1A 的降血糖活性。实验结果显示,PCHP - 1A 对 α - 葡萄糖苷酶具有剂量依赖性抑制作用,IC50值为 5.15 ± 1.09mg/mL ,表明其具有潜在的降血糖应用前景。
在结论部分,研究人员成功从大别山黄精中分离纯化出 PCHP - 1A 多糖,并详细解析了其结构,发现它由多种单糖组成,具有特定的糖苷键连接方式和分子构象。同时,体外实验证实 PCHP - 1A 具有显著的抗氧化和 α - 葡萄糖苷酶抑制活性,这意味着它有可能成为一种天然的抗氧化剂和降血糖药物。不过,研究也指出,目前的研究仅在体外进行,未来还需要更多体内实验来进一步验证其生物活性和作用机制。
在讨论部分,研究人员强调了地理因素对黄精多糖组成的影响,不同地区的黄精多糖在单糖组成和结构上存在差异。此外,对 PCHP - 1A 抗氧化和降血糖活性的深入分析,揭示了其活性与单糖组成、糖苷键结构之间的潜在联系。这些发现不仅丰富了人们对黄精多糖的认识,也为后续黄精的开发利用指明了方向,具有重要的理论和实践意义。