灵芝的化学成分--多糖类化合物

一、灵芝多糖类的分离、纯化及鉴定

灵芝多糖类的分离、纯化及结构确证的方法及步骤可概括如下：多采用热水提取、分部沉淀的方式分离灵芝的多糖组分；进一步经各种层析如DEAE纤维素柱色谱、Sephadex G75柱色谱，凝胶过滤如Sepharose CL—4B凝胶过滤，高压电泳和聚丙酰胺凝胶电泳等处理可获纯化的多糖；后者经酸水解、纸色谱、气相色谱分析可确定其单糖组分，经酶水解可检测殊碳糖（anomeric）结构；经甲基化技术及Smith降解、气相色谱、气质联用、紫外及红外光谱分析、核磁共振等可确定多糖的连接方式和基本化学结构。多糖的分子量可通过凝胶柱色谱如SephadeaxG—100柱色谱、超离心测沉降系数等方法测定，一般在测得分子量范围后，求出平均分子量。

二、灵芝多糖类的理化特性

由于灵芝的种类、产地、分离提取方法各异，所获灵芝多糖的理化特性、分子量、单糖组分和连接方式不同，生物活性亦有差异。如Hiroshi等（1985）报道，赤芝子实体热水提取物经浓缩、透析及系列色谱后获得两种多糖ganoderan A和B。ganoderan A的分子量9 300，旋光度[α]D+58.8°，ganoderan B分子量3 600，旋光度[α]+33.3°，二者对小鼠均具降血糖作用。随后，他们又从赤芝子实体中分离出两个降血糖有效成分ganoderan B和C，均为糖肽，分子量分别为7 400和5 800。物理化学和化学研究证明，ganoderan B含吡喃葡萄糖酰基β-1→3主链和β-1→6侧链，ganoderan C则含D-吡喃葡萄糖酰基β-1→3和β-1→6连接和D-吡喃半乳糖酰基α-1→6连接。Mizuno等（1986）报告，赤芝子实体经85%乙醇（80℃），热水（100℃），3%草酸铵（100℃）和5%氢氧化钠（30℃）提取后，残渣再用5%氢氧化钠（含0.1%硼氢化钠，80℃），20%氢氧化钠（含0.1%硼氢化钠，30℃）和5%氯化锂（溶于二甲醋酸铵中，70℃）提取，获多糖组分A、B、C。A和B经乙醇分离，醋酸沉淀，Sepharose CL-4B凝胶过滤，得4个β-葡聚糖，其中I和II来自A，III和IV来自B。从C分离出脱乙酰壳多糖（chitosan）（V）。I—V经80%甲酸（85℃）处理可获相应的甲酰化多糖和低分子量多糖。I—IV主要由葡萄糖和少量的糖醛酸、木糖、甘露糖组成，并具β-（1→3）-D-葡聚糖主链和β-（1→6）葡萄糖基侧链，其分子量分别为330 000、60 000、160 000和110 000。不同之处是IV不含木糖，但含1.2%蛋白质。V经酸水解后，主要含葡萄糖胺，并含少量葡萄糖，经红外光谱和X射线分析证明为脱乙酰壳多糖。给小鼠腹腔注射II、III以及III的甲酸酯和I～IV的低分子量多糖均具有宿主中介性的抗肿瘤活性，半数抑瘤量（ID50）分别为42.5mg/kg、34.1mg/kg、70.2mg/kg、22.4mg/kg、17.0mg/kg、32.1mg/kg和25.8mg/kg。Mizuno等（1985）报告，赤芝子实体经水提取后，其残渣经3%草酸铵溶液（100℃）和5%氢氧化钠溶液（30℃）提取后，得2个水不溶多糖A和B。A经真空浓缩、透析、冻干，Shepharose CL-48凝胶过滤，获主要组分C。B用醋酸中和至pH5～6，得酸性异多糖D，加乙醇沉淀得糖蛋白E和另一种异多糖。C由酸性β-D-葡聚糖构成，含葡萄糖77%、葡萄糖醛酸10.3%以及少量的果糖、木糖、甘露糖和半乳糖，分子量10 000～30 000。D的分离程序同A，它含两个主要成分G和H，G和H均为酸性异多糖，分别含葡萄糖92%和95%，葡糖醛酸9.7%和13.0%以及少量果糖、木糖、甘露糖、乳糖，分子量70 000～100 000。给小鼠腹腔注射A—H对S180均具有抗肿瘤活性，50%抑瘤量为（6.3～26.3)mg/kg，但口服无效。1989～1994李荣芷、何云庆等先后报告，赤芝子实体经热水提取，乙醇分部沉淀、透析、除蛋白等步骤得灵芝多糖BN3A、BN3B、BN3C和GL-A、GL-B、GL-C。进一步经DEAE纤维素柱色谱分离，酶解，酸水解，过碘酸氧化，甲酸生成，Smith降解、气相色谱、高压液相色谱分析和光谱分析等从BN3B、BN3C、GL-A、GL-B和GL-C中共分离鉴定了18个灵芝多糖均一体，其中5个肽多糖、4个葡聚糖，其余为杂多糖，其化学结构及分子量见表6-4。

表6-4 灵芝多糖的化学结构和分子量

均一体
化学结构

分子量

BN3B
BN3B1
β（1→6）β（1→3）
葡聚糖
3.50×104

BN3B2
β（1→6）β（1→3）
阿拉伯半乳聚糖
4.00×104

BN3C
BN3C1
β（1→6）β（1→3）
葡聚糖
1.62×104

BN3C2
β（1→6）β（1→3）
肽多糖
2.45×104

GLA
GLA2

肽多糖
0.93×104

GLA4
均以β（1→3）为主
杂多糖
1.33×104

GLA6
含少量β（1→6）及β（1→4）
肽多糖
1.28×104

GLA7
以半乳糖、葡萄糖为主
杂多糖
1.20×104

GLA8

肽多糖
1.48×104

GLB
GLB2
β（1→4）为主，尚有β（1→6）
葡聚糖
0.71×104

GLB3
β（1→4）为主，极少β（1→6）
甘露葡聚糖
0.77×104

GLB4
β（1→4）
杂多糖
0.90×104

GLB6
β（1→4）含乙酰基
杂多糖
0.88×104

GLB7
β（1→4）为主，尚有β（1→6）
杂多糖
0.90×104

GLB9
β（1→4）为主
半乳葡聚糖
0.93×104

GLB10
β（1→4）β（1→6）含乙酰基
杂多糖
0.68×104

GLC
GLC1
β（1→4）少量β（1→6）
肽多糖
0.57×104

GLC2
β（1→4）少量β（1→6）含乙酰基
葡聚糖
0.60×104

Mizuno等（1982）经热水提取，乙醇分部沉淀，并经离子交换色谱，pH依赖的Cetavlon处理、凝胶过滤以及Con A-Sepharose GL-4B亲和色谱等纯化，从人工培养的平盖灵芝菌丝体中得到一个多糖组分。进一步通过甲基化、核磁共振、过碘酸氧化、Smith降解和β-D-葡聚糖酶（β-D-glucanase）分解等技术研究多糖的化学结构。α-葡聚糖组分具有α（1→4）葡萄糖苷主链，主链上每9～12个残基连接α（1→6）支链，该组分仅有微弱抗肿瘤活性。β-葡聚糖组分具有β（1→3）葡萄糖苷主链，主链上每12个残基通过β（1→6）连接一个单糖苷支链。其中之一显示显著的抗小鼠S180活性，50%抑瘤剂量为0.74mg/kg。

Mizuno和Miyasaki等分别从赤芝、平盖灵芝和紫芝加哥提取出具有抗肿瘤活性的多糖。并确证其基本化学结构。

就抗肿瘤活性而言，灵芝多糖并无种间差异，它们和从其他真菌中所获多糖一样，具有以下三个特性：

1.初级结构的分子量在3×105以上。

2.多聚物的连接方式均有β-1-3-D-残基的主链和β-1-6-D-葡萄糖侧链残基。但从不同真菌提取的多糖的β-1-6-D-葡萄糖的分支程度不等，灵芝多糖的主链残基与侧链残基的比例为5∶2，即每个主链残基环绕2个β-1-6-D-葡萄糖残基。无1-6β侧链的1-3-β葡聚糖未见抗肿瘤活性。

3.多糖的三维螺旋结构参与其抗肿瘤活性，此结构遭破坏则影响其活性。

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