CN108164614B - 一种具有免疫调节作用的大石花菜多糖的制备方法及结构部分表征及其应用 - Google Patents
一种具有免疫调节作用的大石花菜多糖的制备方法及结构部分表征及其应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种大石花菜多糖及其制备方法和用途,属于天然高分子领域。本发明提供一种从大石花菜中提取分离多糖的方法、该多糖的化学结构及其用途。利用GPC测定平均相对分子量和GC‑MS分析单糖组成,发现本发明大石花菜多糖A‑11平均相对分子量为28807Da,主要由木糖和半乳糖组成,还发现痕量的鼠李糖、***糖、岩藻糖、阿洛糖、果糖,葡萄糖和甘露糖。同时,本发明的大石花菜多糖A‑11,显著抑制LPS诱导THP‑1产生的细胞毒性,保护细胞免受损害;又能够调节免疫信号通路中信号因子MyD88和TRAF‑6的表达从而提高人体免疫力。
Description
技术领域
本发明涉及天然高分子技术领域,具体地说,是一种大石花菜多糖的制备方法、结构部分表征和用途。
背景技术
石花菜,又名海冻菜、石华、琼枝、草珊瑚、鸡毛菜等,主要分布在我国的台湾岛、海南岛以及广东沿岸,目前是制作琼胶的主要原料。据中医典籍记载,石花菜可用于治疗支气管炎、瘿瘤、肠炎、痔血等,是一种药食兼用的藻类。目前石花菜的主要利用方式有直接食用及制作琼胶,广泛应用在食品化工等行业。石花菜多糖已有一定研究,研究表明,石花菜多糖具有良好的生物活性,例如抗氧化活性、降血糖活性、降血脂活性、抑菌活性等。
大石花菜同属石花菜,产于中国浙江、福建沿海,是北太平洋西部特有的种。目前,对大石花菜的研究主要集中在养殖技术及范围分布方向,中国专利文献CN107259558A公开了一种采用酶解的方法从石花菜中提取多糖。而关于本发明的大石花菜多糖的提取制备、纯化以及其具有的生理活性方面在国内外尚未报道。
发明内容
本发明的第一个目的是,针对现有技术中的不足,提供一种大石花菜多糖的制备方法。
本发明的第二个目的是,提供一种大石花菜多糖。
本发明的第三个目的是,提供一种大石花菜多糖的应用。
为实现上述第一个目的,本发明采取的技术方案是:一种具有免疫调节作用的大石花菜多糖的制备方法,所述的制备方法包括如下步骤:
(1)大石花菜的水提液浓缩后加入乙醇,收集沉淀;
(2)步骤(1)获得的沉淀去除蛋白质得到大石花菜粗多糖;
(3)步骤(2)获得的大石花菜粗多糖经阴离子交换柱层析得到大石花菜多糖A-1;
(4)大石花菜多糖A-1经凝胶柱层析得到大石花菜纯多糖A-11,即具有免疫调节作用的大石花菜多糖。
优选地,步骤(2)通过Sevage法去除蛋白质。
优选地,步骤(3)为:步骤(2)获得的大石花菜粗多糖经DEAE-52阴离子交换柱层析、浓缩、透析、冷冻干燥得到大石花菜多糖A-1。
优选地,步骤(4)为:大石花菜多糖A-1经Sephadex G-100凝胶柱层析、浓缩、透析、冷冻干燥得到大石花菜纯多糖A-11,即具有免疫调节作用的大石花菜多糖。
优选地,步骤(3)的柱层析步骤中依次用浓度为0、0.1、0.3、0.5、0.7、1.0mol/LNaCl溶液洗脱;步骤(4)的柱层析步骤中用0.3mol/LNaCl溶液洗脱。
优选地,所述的制备方法包括如下步骤:
(1)将干燥大石花菜粉碎、过20目筛;大石花菜粉末按照料液比1:30,80℃超声辅助提取2.5小时,得水提液,60℃减压浓缩,向浓缩液加入两倍体积的无水乙醇,室温下静置12小时沉淀多糖,8000rpm、10分钟、4℃离心收集沉淀;
(2)蒸馏水溶解沉淀,使用Sevage法除去水提液蛋白质,静置12小时,8000rpm离心10分钟取上清液,随后60℃减压浓缩除去有机试剂并将溶液浓缩冷冻干燥得粗多糖;
(3)取上述粗多糖配置成浓度为20mg/mL的溶液,0.45μm滤膜过滤后,经DEAE-52纤维素离子交换柱分离,上样量为5mL,依次用浓度为0、0.1、0.3、0.5、0.7、1.0mol/LNaCl溶液洗脱,自动部分收集器收集,流速为1mL/min,6分钟每管;采用苯酚-硫酸法检测,以试管号为横坐标,吸光度为纵坐标绘制洗脱曲线,收集第50-80管,合并后经浓缩、透析、冷冻干燥得到大石花菜多糖A-1;
(4)上述大石花菜多糖A-1配置成浓度为50mg/mL的溶液,0.22μm滤膜过滤后,经Sephadex G-100柱分离,上样量为5mL,用0.3mol/L NaCl溶液洗脱,自动部分收集器收集,流速为1mL/min,6分钟每管;采用苯酚-硫酸法检测,以试管号为横坐标,吸光度为纵坐标绘制洗脱曲线,收集第5-35管合并后经浓缩、透析、冷冻干燥分别得大石花菜纯多糖A-11,即具有免疫调节作用的大石花菜多糖。
为实现上述第二个目的,本发明采取的技术方案是:上述制备方法制得的具有免疫调节作用的大石花菜多糖。
进一步地,所述的具有免疫调节作用的大石花菜多糖的平均相对分子量为28807Da,主要由木糖和半乳糖组成,以及痕量的鼠李糖、***糖、岩藻糖、阿洛糖、果糖,葡萄糖和甘露糖。
为实现上述第三个目的,本发明采取的技术方案是:所述的具有免疫调节作用的大石花菜多糖在制备免疫调节剂中的应用。
所述的具有免疫调节作用的大石花菜多糖在制备抗肿瘤的药物或食品中的应用。
本发明优点在于:
1、本发明从大石花菜中分离出多糖,测定其平均相对分子量,分析其单糖组成并确定其具体的活性用途。
2、本发明从大石花菜多糖中分离的多糖A-11,经GPC测定,A-11的平均相对分子量为28807Da,主要由木糖和半乳糖组成,还发现痕量的鼠李糖、***糖、岩藻糖、阿洛糖、果糖,葡萄糖和甘露糖。
3、本发明发现大石花菜多糖A-11可显著抑制LPS诱导THP-1细胞产生的细胞毒性。随着多糖浓度的不断增大(1-25ug/mL),大石花菜多糖能剂量依赖性地抵抗LPS诱导的细胞毒。低剂量(1ug/mL)的大石花菜多糖即可对LPS诱导的细胞毒性产生抵抗作用,多糖抵抗毒性作用随着多糖浓度增加而增大,当多糖浓度达到5ug/mL时能够完全抵抗LPS诱导THP-1产生的细胞毒性。
4、本发明发现大石花菜多糖A-11能够影响免疫信号通路中TLR-4、MyD88和TRAF-6因子的表达从而提高人体免疫力。大石花菜多糖能够明显抑制LPS诱导THP-1细胞中TLR-4、MyD88和TRAF-6的活化,从而抑制炎症持续进行,提高人体免疫力,促进免疫恢复。
附图说明
附图1是大石花菜多糖的提取流程图
附图2是大石花菜多糖A的DEAE-52柱洗脱曲线
附图3是大石花菜多糖A-1的Sephadex G-100柱洗脱曲线
附图4是大石花菜多糖A-11细胞活性的影响图
附图5是大石花菜多糖A-11的GPC测定的结果图
附图6是大石花菜多糖A-11的GC-MS测定的结果图
附图7是大石花菜多糖A-11对LPS诱导NO产生的影响图。
附图8是大石花菜多糖A-11的免疫通路mRNA水平研究图。
附图9是大石花菜多糖A-11的免疫通路mRNA水平研究图。
附图10是大石花菜多糖A-11的免疫通路mRNA水平研究图。
附图11是大石花菜多糖A-11的免疫通路蛋白水平研究图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明提供的具体实施方式作详细说明。
实施例1
一、提取流程
将干燥大石花菜手工去杂、浸泡去杂,干燥、粉碎、过20目筛,大石花菜粉末先浸泡20min,按照料液比1:30,80℃超声辅助提取2.5h,得水提液,60℃减压浓缩,得浓缩液。
向浓缩液加入两倍体积的无水乙醇,室温下静置12h沉淀多糖,8000rpm,10min,4℃离心收集沉淀,得粗多糖。
将粗多糖溶解于蒸馏水中,利用Sevage法除蛋白,向浓缩液加入终浓度为3%的三氯乙酸,静置12h,8000rpm离心10min,取上清。随后60℃减压浓缩除去有机试剂并将溶液浓缩,冷冻干燥得粗多糖。
取上述粗多糖0.2g,配置成浓度为20mg/mL的溶液,上样量为5mL,经DEAE-52纤维素离子交换柱分离,依次用浓度为0、0.1、0.3、0.5、0.7、1.0mol/L NaCl,溶液洗脱,自动部分收集器收集,流速为1mL/min,6min每管;采用苯酚-硫酸法检测,以试管号为横坐标,吸光度为纵坐标绘制洗脱曲线,收集第50-80管,合并后经浓缩、透析、冷冻干燥得到多糖A-1。
上述多糖配置成浓度为50mg/mL的溶液,上样量为5mL,经Sephadex G-100柱分离,用0.3mol/LNaCl溶液洗脱,自动部分收集器收集,流速为1mL/min,6min每管;采用苯酚-硫酸法检测,以试管号为横坐标,吸光度为纵坐标绘制洗脱曲线,收集第5-35管合并后经浓缩、透析、冷冻干燥分别得纯多糖A-11。
二、化学结构测定
一)多糖平均相对分子量的测定
A-11的平均相对分子量通过Waters 2695(7.8×300mm)凝胶渗透色谱***(GPC)测定,该***配备HR3,HR4,HR5柱和Waters 2414折射率检测器。上样50μL,流动相为纯水,流速1mL/min,柱温40℃,PEG为标样做标准曲线。
表1大石花菜多糖A-11的GPC测定的结果
1 | |
分布名 | |
Mn(道尔顿) | 6728 |
Mw(道尔顿) | 28807 |
MP | 4586 |
Mz(道尔顿) | 144911 |
Mz+1(道尔顿) | 398365 |
多分散性 | 4.281697 |
Mw标记1(道尔顿) | |
Mw标记2(道尔顿) |
二)多糖的单糖组成分析
1、水解多糖为单糖:准确称取大石花菜纯化多糖A-1110.0mg,放入安瓿瓶中,加入2.0mL 2mol/L三氟乙酸(TFA)溶液,密封,100℃水解6h。40℃减压旋转蒸发除尽水解液。
2、多糖水解产物的乙酰化:上述水解产物中依次加入0.5mL吡啶、10mg盐酸羟胺,封口,通风橱中90℃恒温水浴加热30min,不时震荡,取出冷却至室温,加入0.6mL乙酸酐,封口,继续90℃水浴30min,不时震荡,取出冷却至室温:50℃减压旋转蒸干。加入4mL三氯甲烷溶解,8000r/min离心5min,取上清液备用。标准品单糖(鼠李糖,***糖,岩藻糖,木糖,阿洛糖,甘露糖,葡萄糖和半乳糖)各取2mg于圆底烧瓶中,加入0.6mL吡啶、12mg盐酸羟胺,封口,下面步骤单糖样品乙酰化同多糖水解产物乙酰化步骤相同。
3、上机分析条件GC-MS体系Agilent,77890A-5975C,USA;DB-5MS(30mm×0.25mm×0.25μm,Agilent);N2流速1mL/min,温度程序设置为:进样口温度为270℃,离子源温度230℃,柱温100℃保持2min,然后以20℃/min增加到190℃,再以20℃/min增加到260℃,最终以10℃/min升温到300℃,保持4min。
表2大石花菜多糖A-11的GC-MS分析的结果
实施例2
材料与试剂:大石花菜多糖A-11(自制),DMEM培养基(Sigma),LPS(Sigma),胎牛血清(Sigma),Griess试剂(Sigma)。
仪器恒温培养箱(上海博迅实业公司),酶标仪(日本CORONA公司),显微镜(上海光学仪器厂),96孔板(美国BD公司)。
一、多糖对细胞活性的影响
细胞活性通过MTT法测定。THP-1细胞被分成六组每组3个平行:一个空白组加入200μL RPMI-1640培养液;一个阳性对照组加入含2μg/mL LPS的RPMI-1640培养液;四个试验组加入含有2μg/mL LPS以及不同浓度多糖(1、5、10和25μg/mL)的RPMI-1640培养液;此条件下培养24h。1000r/min离心5分钟收集细,20μLMTT溶液(5mg/mL)和180μL新鲜培养液加入到每孔中,培养4小时。150μL DMSO静置5min,酶标仪在490nm处测量吸光度。
二、多糖对NO产生量的影响
使用Griess方法测量NO产量。空白组加入200μL RPMI-1640培养液;阳性对照组加入含2μg/mL LPS的RPMI-1640培养液(200μL);四个试验组(200μL)加入含有2μg/mL LPS以及不同浓度多糖(25、50、100、200和300μg/mL)的RPMI-1640培养液;此条件下培养24h。收集细胞,裂解并离心,保留上清液。在96孔板中,将样品上清液(50μL)与Griess试剂(100μL)混合5分钟。用酶标仪测定540nm处的吸光度。
三、RT-PCR
按照RT-PCR(TakaRa,中国)试剂盒说明书,取2μg RNA利用RT-PCR试剂盒进行逆转录cDNA。利用SYBR Green I MasterMix试剂盒(TakaRa,中国)及荧光定量PCR仪,进行实时荧光定量PCR分析。所用引物序列如下:GAPDH上游引物,5’-AAATCC CAT CAC CAT CTT CC-3’(SEQ ID NO:1);下游引物,5’-GCA GAG ATG ATG ACC CTT T-3’(SEQ ID NO:2);TLR-4上游引物,5’-ATG CCT GTG CTGAGT TT-3’(SEQ ID NO:3);下游引物,5’-CTC TAC CATACTTTATGCAGC C-3’(SEQ ID NO:4);MyD88上游引物,5’-CTA GGT GGGAAA GTC CCATCA-3’(SEQID NO:5);下游引物,5’-TCT TCC TCT CTC TGT GCT TCA TTA-3’(SEQ ID NO:6);TRAF-6上游引物,5’-TCC TTG CCC TGT TCT CAAT-3’(SEQ ID NO:7);下游引物,5’-GCA TGG AACGTG TGG AT-3’(SEQ ID NO:8)。
四、免疫印迹
将制备好的浓缩胶、分离胶加入到玻璃板中,待冷凝后上样20μL,电泳25min,转膜5min,将凝胶上的蛋白转移到膜上。将膜放入牛奶中室温摇晃封闭1h,换成一抗4℃孵育一夜,PBST洗膜3次,每次5min。将膜放于二抗中孵育1h,PBST洗膜。加入1mL ECL显色3min,拍照观察结果。
随着大石花菜多糖浓度的增加,它对LPS诱导的细胞毒性有明显的抑制作用,有效的保护细胞免受损害。LPS能够诱导THP-1细胞产生比正常细胞多几倍的NO,而NO过多的产生会影响神经信号的传导和血压的调节,大石花菜多糖能够剂量依赖性抑制NO的产生,有效避免NO产生量过多造成的不利影响(图7)。大石花菜多糖能够有效的抑制LPS诱导的THP-1细胞中TLR-4mRNA,MyD88mRNA和TRAF-6mRNA表达量的上调,保证了细胞因子处于正常水平(图8~10)。并且大石花菜多糖的加入不会对THP-1细胞造成损害。与此同时,细胞因子(TLR-4,MyD88和TRAF-6)在蛋白水平的表达也被研究。结果证明大石花菜多糖能够显著抑制炎症因子的产生,有效地保护细胞(图11)。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员,在不脱离本发明方法的前提下,还可以做出若干改进和补充,这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。
SEQUENCE LISTING
<110> 上海海洋大学
<120> 一种具有免疫调节作用的大石花菜多糖的制备方法及结构部分表征及其应用
<130> /
<160> 8
<170> PatentIn version 3.3
<210> 1
<211> 20
<212> DNA
<213> 人工序列
<400> 1
aaatcccatc accatcttcc 20
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atgcctgtgc tgagttt 17
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<212> DNA
<213> 人工序列
<400> 4
ctctaccata ctttatgcag cc 22
<210> 5
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<212> DNA
<213> 人工序列
<400> 5
ctaggtggga aagtcccatc a 21
<210> 6
<211> 24
<212> DNA
<213> 人工序列
<400> 6
tcttcctctc tctgtgcttc atta 24
<210> 7
<211> 19
<212> DNA
<213> 人工序列
<400> 7
tccttgccct gttctcaat 19
<210> 8
<211> 17
<212> DNA
<213> 人工序列
<400> 8
gcatggaacg tgtggat 17
Claims (5)
1.一种具有免疫调节作用的大石花菜多糖的制备方法,其特征在于,所述的制备方法包括如下步骤:
(1)将干燥大石花菜粉碎、过20目筛;大石花菜粉末按照料液比1:30,80℃超声辅助提取2.5小时,得水提液,60℃减压浓缩,向浓缩液加入两倍体积的无水乙醇,室温下静置12小时沉淀多糖,8000rpm、10分钟、4℃离心收集沉淀;
(2)蒸馏水溶解沉淀,使用Sevage法除去水提液蛋白质,静置12小时,8000rpm离心10分钟取上清液,随后60℃减压浓缩除去有机试剂并将溶液浓缩冷冻干燥得粗多糖;
(3)取上述粗多糖配置成浓度为20mg/mL的溶液,0.45μm滤膜过滤后,经DEAE-52纤维素离子交换柱分离,上样量为5mL,依次用浓度为0、0.1、0.3、0.5、0.7、1.0mol/LNaCl溶液洗脱,自动部分收集器收集,流速为1mL/min,6分钟每管;采用苯酚-硫酸法检测,以试管号为横坐标,吸光度为纵坐标绘制洗脱曲线,收集0.3mol/LNaCl溶液洗脱后的组分,合并后经浓缩、透析、冷冻干燥得到大石花菜多糖A-1;
(4)上述大石花菜多糖A-1配置成浓度为50mg/mL的溶液,0 .22μm滤膜过滤后,经Sephadex G-100柱分离,上样量为5mL,用0.3mol/L NaCl溶液洗脱,自动部分收集器收集,流速为1mL/min,6分钟每管;采用苯酚-硫酸法检测,以试管号为横坐标,吸光度为纵坐标绘制洗脱曲线,收集第5-35管合并后经浓缩、透析、冷冻干燥分别得大石花菜纯多糖A-11,即具有免疫调节作用的大石花菜多糖。
2.根据权利要求1所述的制备方法制得的具有免疫调节作用的大石花菜多糖。
3.根据权利要求2所述的具有免疫调节作用的大石花菜多糖,其特征在于,所述的具有免疫调节作用的大石花菜多糖的平均相对分子量为28807Da,主要由木糖和半乳糖组成。
4.根据权利要求2、3任一所述的具有免疫调节作用的大石花菜多糖在制备免疫调节剂中的应用。
5.根据权利要求2、3任一所述的具有免疫调节作用的大石花菜多糖在制备抵抗LPS诱导THP-1产生的细胞毒性的药物中的应用,其中大石花菜多糖浓度为5ug/mL。
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2018
- 2018-01-29 CN CN201810082217.XA patent/CN108164614B/zh active Active
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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CN108164614A (zh) | 2018-06-15 |
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