人參多糖的化學結(jié)構(gòu)及其降血糖活性的研究進展

人參多糖的化學結(jié)構(gòu)及其降血糖活性的研究進展

人參c.a.梅耶。這是中醫(yī)的一種稀有類型，此前被記錄為素描。從古到今,人參在民間是延年益壽的補品,藥用價值已為世界公認,至今盛用不衰。現(xiàn)代藥學研究表明,皂苷和多糖是人參的主要有效成分,多糖可分為人參根多糖、人參莖葉多糖和人參果多糖,其中人參根主要含有酸性雜多糖和葡聚糖。多糖藥理活性主要為抗腫瘤、降血糖、抗疲勞、抗氧化和免疫調(diào)節(jié)等。目前已有許多關(guān)于人參多糖生物活性的報道,但缺乏對人參多糖化學結(jié)構(gòu)及其降血糖活性的系統(tǒng)綜述。為此,筆者查閱了國內(nèi)外相關(guān)文獻,總結(jié)了人參多糖的化學結(jié)構(gòu)及其降糖活性的研究情況,旨在為人參多糖的開發(fā)和利用提供參考依據(jù)。1人參多孔化學結(jié)構(gòu)的研究1.1pan優(yōu)勢糖的結(jié)構(gòu)及組成趙俊等的研究發(fā)現(xiàn),人參根經(jīng)提取分離得到一種人參果膠,經(jīng)部分酸水解后檢測發(fā)現(xiàn)分子中存在α-(1→4)-d-聚半乳糖醛酸的片斷,再進一步經(jīng)果膠酶和部分酸水解處理后得到α-(1→6)-d-聚半乳糖、α-(1→3)-d-聚半乳糖和一種雜多糖。對人參果膠進一步純化、分離得到SA、SB兩種均一級分的多糖,其中SA是一種結(jié)構(gòu)復雜并且具有多層分支的酸性雜多糖,而SB則以α-(1→4)-d-聚半乳糖醛酸為主體結(jié)構(gòu)。YoshikoS等人從人參根水提取液中經(jīng)Sephacryl-S-500和DEAE-Sephadex-A-50分離得到一種酸性多糖Ginsan,其主要由α-(1→6)-吡喃型葡萄糖和β-(2→6)-呋喃型果糖構(gòu)成,其分子質(zhì)量約為200萬。LeeJH等人則利用Q-SepharoseFF、Sephacryl-S-200等色譜柱從人參水提取液中分離得到PG-HMW和PG-F2兩種果膠型多糖。研究表明,經(jīng)DEAE-Toyopearl650系列分離后,再經(jīng)Sephacryl系列分離,可從高麗白參中分離得到PanaxanA-L8種多糖,從中國人參中分離得到PanaxanM、N、O、P4種多糖,從日本人參中分離得到PanaxanQ、R、S、T、U5種多糖,且PanaxanQ、U、S均為中性糖,從朝鮮人參中分離得到GisenanPA、S-NA及S-OA。進一步的研究證明,PanaxanA的主鏈是由α-吡喃葡萄糖通過(1→6)糖苷鍵連接起來的,在主鏈葡萄糖殘基的3-C位上有1個或2個(1→6)鍵連的葡萄糖取代基,PanaxanB的結(jié)構(gòu)與PanaxanA相似。GiscnanS-NA及S-OA還具有l(wèi)-Ara-β-3,6-分支的d-半乳聚糖的結(jié)構(gòu)單元。SunXB等的研究發(fā)現(xiàn),人參根經(jīng)過堿提取、季銨鹽沉淀分離得到一種堿溶性多糖GRA-4,其中蛋白質(zhì)占10.9%,中性糖占66.5%,酸性糖占22.6%。TomodaM等以人參根多糖的季銨鹽沉淀和上清液為原料,經(jīng)DEAE-Sephadex-A-25、ConA-Sepharose、Toyopearl-HW-55凝膠色譜柱,分離得到S-ⅡA、S-ⅡB、PA和PB4個均一級分的多糖,其分子量分別為5.6萬、10萬、16萬、5.5萬。傅平平等的研究表明,利用DE-AE-Toyo-Pearl、ConA-Sepharose、Sepharose-CL-6B凝膠色譜柱,經(jīng)季銨鹽沉淀得到的人參根多糖中分離純化出3個均一級分的多糖,其主鏈為α-(1→4)-連接的葡萄糖GR-5N和兩種果膠類多糖GR-5AUL和GR-5AUH。李先華的研究發(fā)現(xiàn),人參根粗多糖提取物經(jīng)過除淀粉、脫蛋白、乙醇醇沉后,分離得到GRP和GRS兩種多糖組分。其中,GRP單糖組分是由GalUA、Ara、Gal、Glc組成的。進一步研究發(fā)現(xiàn),GRP中的葡糖醛酸為α-構(gòu)型,GRP主要是由α-(1→4)-d-GalUA構(gòu)成的,并且在2、3位上有由α-(1→4)-d-GalUA構(gòu)成的支鏈。GRS經(jīng)過DEAE-Sepharose-CL-6B、SepharoseCL-6B和Sephadex-G-75色譜柱可分離純化得到GRS1-Ⅰ、GRS2、GRS3-Ⅱ、GRS4。進一步研究表明,GRS1-Ⅰ是由大量α-(1→4)-d-Glcp和少量的β-(1→6)-d-Galp構(gòu)成的;GRS2由1→4、1→4,6鍵型和1→2、1→6、1→2,6鍵型鏈接而成的;GRS3-Ⅱ主要是由α-(1→5)-d-Araf、β-(1→3)-d-Galp和β-(1→4)-d-Galp構(gòu)成的;GRS4中大部分GalUA是以不被高碘酸氧化的鍵型連接,一部分GalUA是以1→2、1→2,6鍵型連接,還有極少量的GalUA是以1→4、1→4,6鍵型連接,表明GalUA的糖苷鍵構(gòu)型非常復雜。通過DEAE-Sepharose和CL-6B色譜柱,可從人參水提取液中分離得到GPⅡ和GPⅢ兩種中性糖。進一步研究表明,GPⅡ的連接形式為(1→6)連接的糖苷鍵和(1→3)連接的糖苷鍵。GPⅢ的連接形式為(1→6)連接的糖苷鍵、(1→2)連接的糖苷鍵和(1→3)連接的糖苷鍵。ZhangX等從人參中分離得到WGPN和WGPA-N兩種中性糖。WGPN是由Glc、Gal及Ara組成的葡聚糖,而WGPA-N是由Glc、Gal及Ara組成的葡聚糖和阿拉伯半乳聚糖組成。1.2巖藻聚糖鹽巖側(cè)鏈的合成高其品等從人參葉中相繼分離出了8種人參莖葉多糖,分別為GL-PⅠ、GL-PⅡ、GL-PⅢ、GL-PⅣ、GL-N1a、GL-N1b、GL-A1a、GL-A1b,并對GL-PⅢ的結(jié)構(gòu)進行了分析,其主鏈均由1→2Rha和1→4GalA構(gòu)成,側(cè)鏈由阿拉伯半乳聚糖及高分支的巖藻聚糖構(gòu)成。倪秀珍的研究表明,人參葉經(jīng)水提取、乙醇沉淀,得到人參葉水溶性粗多糖GL,經(jīng)高效液相色譜法分析,GL的單糖組成為Glc、Man、Gal、Ara、GalA和Rha。GL經(jīng)DEAE-Cellulose離子交換柱分離,得多糖GLN、GLA-1、GLA-2和GLA-3。中性糖含量最高的GLN為多糖混合物,通過DEAE-SepharoseFF柱層析分級得到4個級分的多糖GLN-1、GLN-2、GLN-3和GLN-4。GLN-1主要由Ara、Glc、Gal和Man組成;GLN-2主要由Ara、Glc、Gal、Man和GalA組成;GLN-3主要由Ara、Gal、GalA、Glc和Man組成;GLN-4的單糖組成與GLN-3相似。1.3雜多糖f分子中g(shù)al基的組成劉春蘭從人參果殘雜中提取了一種酸性雜多糖F,由GalA、Ara、Gal、Glc、Rha、Xyl等單糖組成。雜多糖F的主體結(jié)構(gòu)是由β-(1→3)-d-Gal基構(gòu)成的,而且部分糖基在C4或C6位帶有側(cè)鏈。雜多糖F分子中Ara以1→5苷鍵連接,Gal以1→4或1→6苷鍵相連接,GalA以1→3或1→4苷鍵連接,Glc以1→3苷鍵連接,Rha以1→4苷鍵連接,其中C2位有分支。劉春蘭進一步對人參果中水溶性多糖與其蛋白質(zhì)的結(jié)合關(guān)系進行了研究,結(jié)果顯示,人參果中水溶性粗多糖中含有的蛋白質(zhì)多為游離蛋白質(zhì),在純化多糖中含有少量的結(jié)合蛋白質(zhì),糖與蛋白質(zhì)的結(jié)合是糖與蛋白質(zhì)中的Thr、Ser通過O-糖苷鍵連接的。2多糖對健康和糖尿病動物血糖的影響人參作為消渴藥早在中藥典籍中就有記載。實驗證明,人參多糖對健康和糖尿病動物的糖代謝都有明顯影響,對血糖水平有明顯調(diào)整作用,能促進紊亂的糖代謝恢復正常,代替部分胰島素的作用,對糖尿病患者有一定的治療和保健作用。2.1對血漿胰島素的影響SuzukiY等研究了人參多糖PanaxanA和PanaxanB降血糖的機制。結(jié)果表明,PanaxanA不影響肝臟葡糖激酶的活性,但可以增加葡糖-6-磷酸酯酶的活性;PanaxanB不影響這些酶的活性,但可降低肝糖原酶的活性。進一步研究表明,PanaxanA對血漿胰島素水平及胰島素敏感性沒有影響,PanaxanB可以增加胰島素敏感性,升高血漿胰島素水平。王本祥等研究了人參糖肽(ginsengglycopeptide,GGP)的降血糖活性及機制,經(jīng)腹腔或靜脈注射GGP,在正常和脲佐菌素或四氧嘧啶鏈誘導的高血糖動物模型中,都具有很好的降糖效果;并且在降糖同時,GGP可明顯降低肝糖原水平,呈明顯的劑量依賴性。注射GGP20min后,血漿胰島素水平即明顯升高,且降糖作用持續(xù)時間可達16h;由于胰島素通過促進肝糖原合成降低血糖含量,進而推測,GGP不完全是通過促進胰島素釋放發(fā)揮降血糖作用的。進一步的研究發(fā)現(xiàn),GGP可以通過促進磷酸化酶的活性進而分解肝糖原;同時,GGP可以增加三羧酸循環(huán)中限速酶的活性。試驗證明,GGP能夠與β腎上腺素受體發(fā)生競爭性結(jié)合。由此可見,GGP的降血糖活性是通過與β腎上腺素受體結(jié)合引發(fā)cAMP傳導信號通路,進而促進線粒體葡萄糖的有氧酵解實現(xiàn)的。楊明等的研究發(fā)現(xiàn),從人參根中分離得到人參多糖GH1腹腔注射正常小鼠,可促進胰島素釋放及升高血漿胰島素水平。2.2人參糖肽注射液的作用楊明等的研究表明,人參多糖對正常小鼠血糖和肝糖原含量均有降低作用,人參多糖可增強離體二倍體人胚肺成纖維細胞的琥珀酸脫氫酶活性,這是其降血糖的主要原因。楊明等還發(fā)現(xiàn),人參多糖對去腎上腺大鼠仍具有降低肝糖原和血糖的作用,表明其降低肝糖原的作用并不依賴于腎上腺素。人參多糖降低肝糖原的作用與其抑制乳酸脫氫酶活性使乳酸減少有關(guān)。楊明等進一步的研究發(fā)現(xiàn),小鼠腹腔內(nèi)連續(xù)注射人參多糖可明顯降低鏈佐菌素所致的小鼠的高血糖,并且有顯著的量效關(guān)系。給小鼠腹腔注射人參莖葉多糖,可明顯降低正常小鼠血糖含量,增加肝糖原含量,并能對抗腎上腺素和四氧嘧啶引起的高血糖,但對葡萄糖所致的高血糖卻無明顯影響。連續(xù)肌肉注射人參多糖對四氧嘧啶所致的兔高血糖具有相同的作用。楊明等從人參根中分離得到人參多糖GP,不同劑量GP腹腔注射正常小鼠和各種實驗性高血糖小鼠,均具有明顯降血糖作用。研究發(fā)現(xiàn),人參多糖PanaxanA~U分別腹腔注射正常小鼠,均具有降血糖作用,其中PanaxanU、T、S、R、Q對四氧嘧啶誘發(fā)高血糖具有顯著的降血糖作用,且降糖活性最高的是PanaxanA。此外,李才等的研究發(fā)現(xiàn),GGP可顯著提高糖尿病大鼠尾腱膠原的溶解性,提示GGP能減輕膠原交聯(lián)的程度。KimEJ等亦觀察了GGP臨床的降血糖作用,結(jié)果令人滿意。張秋梅等研究發(fā)現(xiàn),GGP用于治療2型糖尿病患者,可以使患者餐后2h血糖降低較空腹血糖更明顯,果糖胺也明顯降低,患者的血糖控制得到改善,停藥4周后血糖仍能維持在較低的水平,胰島素抵抗減低,胰島B細胞功能有所恢復。張旗等研究了人參糖肽注射液對糖基化的體外抑制作用,采用了3種不同的體外實驗觀察人參糖肽注射液對糖基化產(chǎn)物形成的抑制效果。結(jié)果表明,人參糖肽注射液對體外糖基化有明顯抑制作用,對蛋白早期和晚期糖基化產(chǎn)物的形成都具有明顯抑制作用,提