本文關(guān)鍵詞： 褐藻膠 寡糖 抗氧化 酒精性肝損傷 帕金森　出處：《中國海洋大學(xué)》2014年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：近年來,隨著海洋藥物研究的興起,海洋多糖及寡糖因其獨(dú)特的化學(xué)結(jié)構(gòu)和優(yōu)良的生物學(xué)活性成為研究的熱點(diǎn)。海藻是重要的海洋生物資源,海藻多糖及寡糖因其來源廣泛,生物學(xué)活性多樣而備受關(guān)注。褐藻膠是來源于褐藻的一類聚陰離子性質(zhì)多糖,褐藻膠因其具有良好的凝膠性質(zhì)及組織相容性而廣泛應(yīng)用于化工、食品、醫(yī)藥等多個(gè)領(lǐng)域,近年來,通過多種降解方法制備的褐藻膠寡糖顯示出諸多生理藥理學(xué)活性,逐漸成為各國學(xué)者所重視。當(dāng)今日益惡化的環(huán)境污染,現(xiàn)代人緊張的生活節(jié)奏和不健康的生活方式以及自身營養(yǎng)物質(zhì)的缺乏,極易誘發(fā)機(jī)體產(chǎn)生氧化應(yīng)激。大量研究表明氧化應(yīng)激與諸多人類重大疾病密切相關(guān),如心腦血管疾病、癌癥、自身免疫性疾病、酒精性肝病、神經(jīng)退行性疾病等。近年來,臨床和基礎(chǔ)研究表明,一些具有抗氧化活性的化合物對(duì)氧化應(yīng)激相關(guān)疾病具有治療和改善的作用。褐藻膠寡糖具有良好的抗氧化活性,且具有天然無毒的優(yōu)點(diǎn),故將其應(yīng)用氧化應(yīng)激相關(guān)疾病的防治具有一定的可能性。此外,我國是世界上最大的褐藻膠生產(chǎn)國家,提供超過總產(chǎn)量70%的褐藻膠,因此無論是從藥物開發(fā)角度還是社會(huì)經(jīng)濟(jì)價(jià)值角度出發(fā),對(duì)褐藻膠寡糖的高值化開發(fā)利用都具有重要的意義和價(jià)值。基于以上原因,本論文旨在制備不同系列褐藻膠寡糖,較為系統(tǒng)地研究其抗氧化活性及其在抗氧化相關(guān)藥學(xué)活性中的應(yīng)用,主要內(nèi)容如下：1.系列褐藻膠寡糖的制備及結(jié)構(gòu)表征。建立了酸降解、氧化降解、酶解寡糖超濾分級(jí)法制備不同重均分子量系列褐藻膠寡糖的工藝,首次采用微波降解法,在不加入酸催化的條件下實(shí)現(xiàn)對(duì)褐藻膠的可控降解,制備獲得不同分子量的系列褐藻膠寡糖。運(yùn)用紫外、紅外、核磁、質(zhì)譜等手段對(duì)四種方法所得寡糖進(jìn)行結(jié)構(gòu)確證。結(jié)果表明不同降解方法所制備的褐藻膠寡糖存在結(jié)構(gòu)差異：采用酸降解法和微波降解法所得寡糖為保持其天然結(jié)構(gòu)的飽和褐藻膠寡糖；采用氧化降解法所制備的寡糖為還原端糖環(huán)開環(huán),C1被氧化成羧基結(jié)構(gòu)的寡糖；采用酶解超濾分級(jí)法所得寡糖為在寡糖非還原端糖環(huán)C4、C5形成不飽和雙鍵的寡糖。最終獲得了22個(gè)不同重均分子量、不同結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)的兩大系列褐藻膠寡糖(系列甘露糖醛酸寡糖和系列古羅糖醛酸寡糖)及15個(gè)飽和褐藻寡糖單體。為褐藻膠寡糖生物學(xué)活性及其構(gòu)效關(guān)系研究提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。此外,與傳統(tǒng)酸降解相比,采用微波加熱法制備低聚合度褐藻膠寡糖具有高效清潔,后處理簡單(無需除鹽),產(chǎn)率高(80%以上)等優(yōu)點(diǎn),可以將其作為制備褐藻膠寡糖及標(biāo)準(zhǔn)品的手段之2.對(duì)系列褐藻膠寡糖組分及飽和褐藻膠寡糖單體進(jìn)行了較為系統(tǒng)的體外抗氧化活性對(duì)比研究。本文從自由基清除(DPPH、超氧自由基)和亞鐵離子絡(luò)合兩方面對(duì)其抗氧化活性進(jìn)行評(píng)價(jià)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明分子量(聚合度)、單糖組成和端基糖環(huán)結(jié)構(gòu)差異對(duì)系列褐藻寡糖的抗氧化活性均具有一定的影響。具體表現(xiàn)為：①寡糖聚合度越小其抗氧化活性越強(qiáng)；單糖在各項(xiàng)指標(biāo)中均顯示出優(yōu)越的抗氧化活性。②端基糖環(huán)結(jié)構(gòu)不同的寡糖組分,其抗氧化活性不同：對(duì)DPPH和超氧自由基的清除力,飽和褐藻膠寡糖的活性較好,故推測糖環(huán)端基結(jié)構(gòu)的改變會(huì)影響寡糖供氫力；還原端1-羧基的寡糖具有最強(qiáng)的Fe2+絡(luò)合力,這與其多酸結(jié)構(gòu)有關(guān)。③單糖組成(M/G)對(duì)寡糖抗氧化活性也具有一定的影響。對(duì)超氧自由基清除活性,飽和M寡糖活性高于飽和G寡糖,還原端1-羧基結(jié)構(gòu)的寡糖則與之相反,即G寡糖活性優(yōu)于M寡糖；對(duì)亞鐵離子的絡(luò)合作用方面,G系列寡糖均強(qiáng)于相應(yīng)結(jié)構(gòu)及分子量段的M系列寡糖,這與G寡糖可與金屬離子形成穩(wěn)定的“蛋殼箱”結(jié)構(gòu)的性質(zhì)密切相關(guān)。④綜合評(píng)價(jià),分子量小于3kDa的褐藻膠寡糖具有較好的抗氧化活性。與Vc、白藜蘆醇、α-硫辛酸、EDTA等單一抗氧化劑相比,系列褐藻膠寡糖及寡糖單體既可以直接清除導(dǎo)致氧化損傷的活性氧自由基,亦可與Fe2+絡(luò)合,間接發(fā)揮抗氧化作用,具有更為廣泛的適用性。3.利用小鼠急性酒精性肝損傷模型,研究了系列褐藻膠寡糖對(duì)酒精性肝損傷的防治作用,結(jié)果表明：褐藻膠寡糖可顯著降低急性酒精性肝損傷小鼠肝臟系數(shù)、血清中TG水平及ALT、AST活性,且其作用效果呈現(xiàn)出寡糖聚合度越低,效果越顯著的趨勢,其中以M-3K和G-3K活性最優(yōu),且二者活性相當(dāng),說明褐藻膠寡糖對(duì)酒精性肝損傷的保護(hù)作用主要與寡糖分子量相關(guān)。進(jìn)一步對(duì)褐藻膠寡糖(M-3K和G-3K)的作用機(jī)制研究表明：褐藻膠寡糖能提高機(jī)體非酶類抗氧化物質(zhì)水平及抗氧化酶活性,抑制脂質(zhì)過氧化,抑制肝微粒體酶氧化系統(tǒng)(MEOS) 中CYP1A2、CYP2E1、CYP3A蛋白表達(dá),從而減少乙醇代謝過程中ROS的生成,通過抑制乙醇引起的氧化應(yīng)激,保護(hù)肝組織。褐藻膠寡糖能夠提高肝組織中ADH和ALDH活性,加速乙醇及其代謝產(chǎn)物乙醛的清除,降低其肝毒性。褐藻膠寡糖可抑制細(xì)胞炎癥因子TNF-α、IL-6的分泌,提高抗炎因子adiponectin的水平,從而拮抗炎癥引起的肝細(xì)胞凋亡,實(shí)現(xiàn)對(duì)肝臟的保護(hù)作用。褐藻膠寡糖能夠激活β-AMPK和PPAR-α并抑制mSREBP-1表達(dá),通過減少脂肪合成,加速脂肪酸β-氧化,從而抑制肝臟脂肪蓄積,改善肝細(xì)胞脂肪變性。4.建立MPP。誘導(dǎo)損傷SK-N-MC細(xì)胞的帕金森癥模型,并對(duì)系列褐藻膠寡糖及其單體進(jìn)行神經(jīng)細(xì)胞保護(hù)活性篩選。結(jié)果表明在寡糖混合物中,聚合度較小的寡糖活性較好,其中以飽和褐藻膠寡糖M-3K和G-3K活性最好。飽和寡糖單體中以五糖活性最好(M5/G5),且作用優(yōu)于相應(yīng)的M-3K和G-3K組分。M五糖和G五糖能夠顯著抑制細(xì)胞內(nèi)ROS的生成,提高細(xì)胞內(nèi)GSH和ATP水平,抑制由MPP+引發(fā)的氧化應(yīng)激,從而對(duì)神經(jīng)細(xì)胞起到保護(hù)作用。進(jìn)一步對(duì)其作用機(jī)制進(jìn)行研究,結(jié)果表明其可通過提高線粒體復(fù)合物的活性及表達(dá),上調(diào)DJ-1和PINK1的表達(dá)拮抗MPP+引起的線粒體功能障礙,此外,M五糖和G五糖亦可上調(diào)AMPK磷酸化水平,可能具有激活線粒體自噬的功能,從而起到細(xì)胞保護(hù)作用。綜上所述,褐藻膠寡糖不僅在化學(xué)分子水平具有較好的抗氧化活性,在細(xì)胞水平和動(dòng)物水平上亦可發(fā)揮良好的抗氧化活性,進(jìn)而對(duì)氧化應(yīng)激相關(guān)疾病具有一定的防治作用。其藥效不僅僅與抑制氧化應(yīng)激相關(guān),可能是通過多途徑、多靶點(diǎn)的協(xié)同作用所致。據(jù)此,褐藻膠寡糖在防治氧化應(yīng)激相關(guān)疾病的應(yīng)用中具有極大的現(xiàn)實(shí)可能性,其資源豐富,安全無毒,具有廣闊的開發(fā)和應(yīng)用前景。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：中國海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：R943

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前8條

1 竇勇;;褐藻膠寡糖生物活性的研究進(jìn)展[J];廣西輕工業(yè);2009年10期

2 包華芳;劉t，

本文編號(hào)：1524785