糖尿病為一種以高血糖為特征的羧甲代謝性疾病,近年來發病率持續上升。基川糖苷酶抑製劑被稱為治療糖尿病的木瓜第四類藥物,可以延緩單糖吸收,多糖的制对α降低餐後高血糖,备及使胰島素的羧甲分泌得到改善。目前葡萄糖苷酶抑製劑的基川來源主要有3種途徑:化學合成、植物提取、木瓜微生物發酵。多糖的制对α植物來源的备及葡萄糖苷酶抑製劑,具有治療作用溫和持久、羧甲副作用小、基川可長期使用等特點。木瓜
目前從植物中提取得到的多糖的制对α葡萄糖苷酶抑製劑主要有:黃酮、生物堿、备及萜類、酚類、多糖等。研究發現,多種植物多糖有抑製α-葡萄糖苷酶的作用,但部分天然多糖的活性與已用於臨床的糖苷酶抑製劑有一定的差距。化學修飾是改善活性的有效途徑之一,通過對多糖殘基上的羥基、羧基、氨基等基團進行修飾,可能會增強活性或產生新的活性。
川木瓜為薔薇科木瓜屬植物貼梗海棠的成熟果實。廣西百色市淩雲縣有豐富的川木瓜資源,其花可作有較好的觀賞價值,果實即可食用又可藥用,有“百益之果”的美稱。川木瓜作食用,含有氨基酸、礦物質、維生素等;作藥用,有軟化血管、降糖、降壓、提高人體免疫力和護肝降酶等功效。
目前國內外對川木瓜的活性的研究主要集中在有機酸、三萜和黃酮類物質上,對川木瓜多糖的研究相對較少。課題組研究發現,川木瓜多糖具有抑製α-葡萄糖苷酶的作用,川木瓜多糖進行羧甲基化修飾可以增強對α-葡萄糖苷酶的抑製作用。不同條件下羧基甲化的產物對α-葡萄糖苷酶的抑製作用有較大的差異。本試驗先優化羧甲基化反應的工藝條件,再測試不同取代度的羧甲基多糖抑酶活性,旨在得到具有較好抑酶活性的羧甲基化川木瓜多糖。
一、材料與方法
1、材料、試劑與儀器
材料:川木瓜購於廣西百色市淩雲縣,切片、晾幹、粉碎過篩備用。
試劑:木瓜蛋白酶;4-硝基酚-2-D-吡喃葡萄糖苷(PNPG);α-葡萄糖苷酶;阿卡波糖;乙醇、氯乙酸、異丙醇、氫氧化鈉等其餘試劑均為分析純。
分析純。儀器:E-201-C型pH複合電極;CPA64型電子天平;UV-1750紫外可見分光光度計;640一IR傅利葉變換紅外光譜儀;SMARllAB3Kwx-衍射儀;RE-52AA型旋轉蒸發儀;HitachiSU8220掃描電鏡;m-lA-50真空冷凍幹燥機;HHS-21-4電熱式恒溫水浴鍋。
2、方法
(1)川木瓜多糖的提取及純化工藝流程
川木瓜粉末→石油醚回流脫脂→85%乙醇回流除去色素、低聚糖等小分子→抽濾→烘幹濾渣→加入蒸餾水浸提2次→減壓濃縮多糖提取液→乙醇沉澱→離心分離得粗多糖→木瓜蛋白酶脫蛋白→Sevag法脫蛋白→活性炭脫色素→多糖液濃縮→乙醇沉澱→離心分離→冷凍幹燥→得精製多糖。
(2)羧甲基川木瓜多糖的製備
①單因素試驗
采用氫氧化鈉-氯乙酸法製備羧甲基川木瓜多糖。稱取0.50g精製川木瓜多糖於三口瓶中,加入50mL異丙醇,在常溫下攪拌20min,緩慢加入一定濃度的NaOH溶液10mL,繼續攪拌40min,將一定質量氯乙酸加入反應體係中,升溫至一定溫度水浴反應一段時間,反應完成後,冷卻至室溫,用稀鹽酸調pH至中性,裝人透析袋中,用蒸餾水透析48h,減壓濃縮多糖溶液,用3倍90%乙醇沉澱多糖,離心分離,冷凍幹燥,得羧甲基川木瓜多糖,取少量樣品測取代度。以NaOH用量、氯乙酸用量、反應溫度、反應時間為單因素,研究各因素對取代度的影響。
②正交試驗
根據單因素試驗結果,選取NaOH用量、氯乙酸用量、反應溫度、反應時間為考察因素,以羧甲基川木瓜多糖的取代度為製備指標,進行L9(34)正交試驗,優化羧甲基川木瓜多糖的製備工藝,正交試驗因素水平設置見表1。
(3)取代度測定
羧甲基川木瓜多糖的取代度參照文獻進行測定。精確稱取0.05g羧甲基川木多糖,溶於標準鹽酸溶液中,置磁力攪拌器中攪拌溶解,用標準氫氧化鈉溶液滴定,分別記下pH為2.1和4.3時消耗的NaOH溶液體積V1、V2,取代度按下式計算。
式中:DS為取代度;
m為羧甲基川木多糖的質量;
c為標準氫氧化鈉溶液的濃度。
(4)紅外光譜分析
取少量幹燥的川木瓜多糖、羧甲基川木瓜多糖樣品與溴化鉀粉末混合研磨後壓片,用紅外光譜儀在4000~400cm-1範圍內掃描。
(5)掃描電鏡形貌分析
取少量幹燥的川木瓜多糖與羧甲基川木瓜多糖樣品放樣品台上,置離子濺射儀中鍍導電金膜,在5kV高壓下分別觀察不同放大倍數下的表麵結構。
(6)X衍射分析
取少量幹燥的川木瓜多糖、羧甲基川木瓜多糖樣品在X-射線衍射儀上測量X-射線的強度,掃描角度為5~90,掃描速度為70/min。
(7)不同取代度羧甲基川木瓜多糖對α-葡萄糖苷酶的抑製作用
分別選取低、中、高3種取代度的羧甲基川木瓜多糖測定抑製α-葡萄糖營酶的活性,以PNPG為底物,用比色法測試抑製作用。在具塞比色管中試管中加入2mLpH為6.8磷酸鹽緩衝溶液,0.2mL0.1U/mL的。α-葡萄糖苷酶,羧甲基川木瓜多糖溶液lmL,混勻後置37℃水浴15min,再加入20mmol/LPNPG0.3mL啟動反應,在37℃繼續反應20min,加入2mL0.1mol/LNa2C03終止反應,測定400nm處吸光度值。每個樣品重複3次,取平均值,按下式計算抑製除率。
抑製率%=[Ao-(A1—A2)]/Ao×100
式中:Ao為磷酸緩衝液代替多糖溶液的吸光度;
A1為加入多糖溶液後的吸光度;
A2為磷酸緩衝液代替PNPG的吸光度。
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