徐航，朱銳，劉瑋，高向東

（中國(guó)藥科大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，江蘇 南京 210009）

多糖高級(jí)結(jié)構(gòu)解析方法的研究進(jìn)展

徐航，朱銳，劉瑋，高向東*

（中國(guó)藥科大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，江蘇 南京 210009）

研究發(fā)現(xiàn)，多糖的生物活性不僅與其一級(jí)結(jié)構(gòu)（如分支度、單糖組成及糖苷鍵連接方式等）有關(guān)，而且與其空間結(jié)構(gòu)也密不可分。因此，對(duì)多糖高級(jí)結(jié)構(gòu)的研究將有助于闡釋其構(gòu)效關(guān)系，為尋找具有生物活性的多糖和開(kāi)發(fā)多糖藥物提供理論依據(jù)。傳統(tǒng)的多糖結(jié)構(gòu)分析方法具有一定的局限性，已不能滿足多糖研究的需求，而現(xiàn)代物理技術(shù)的發(fā)展則為多糖高級(jí)結(jié)構(gòu)解析提供了新的手段。綜述近年來(lái)多糖高級(jí)結(jié)構(gòu)解析方法的研究進(jìn)展。

多糖；高級(jí)結(jié)構(gòu)；解析方法

多糖是一類(lèi)由10個(gè)以上單糖通過(guò)糖苷鍵而形成的生物大分子，是構(gòu)成生物有機(jī)體的4大基本物質(zhì)之一。作為重要的生物活性物質(zhì),多糖具有免疫調(diào)節(jié)、抗腫瘤、抗凝血、降血糖等多種功能，在食品、藥品、化妝品等領(lǐng)域均得到廣泛應(yīng)用[1-2]。而結(jié)構(gòu)是多糖生物活性的基礎(chǔ)，多糖的結(jié)構(gòu)主要分為一級(jí)結(jié)構(gòu)和高級(jí)結(jié)構(gòu)。隨著對(duì)多糖的研究不斷深入，人們發(fā)現(xiàn)，相對(duì)于一級(jí)結(jié)構(gòu)，多糖的高級(jí)結(jié)構(gòu)與其活性之間的關(guān)系更為密切[3-4]。這一認(rèn)識(shí)最早源于對(duì)β-葡聚糖的研究。Tao等[5]研究發(fā)現(xiàn)，呈現(xiàn)三螺旋結(jié)構(gòu)的裂褶菌多糖具有較高的抗腫瘤活性，而具有相似一級(jí)結(jié)構(gòu)的單螺旋β-葡聚糖卻無(wú)此活性。對(duì)多糖結(jié)構(gòu)的研究并沒(méi)有止步于構(gòu)象特征較為明顯的螺旋結(jié)構(gòu)上，近年來(lái)人們發(fā)現(xiàn)，硫酸化蛋白聚糖的抗腫瘤活性明顯升高，其原因不僅在于化學(xué)修飾改善了分子的物理性質(zhì)，如溶解性，更在于硫酸基團(tuán)之間的排斥作用促使分子球體結(jié)構(gòu)松散，暴露出某些功能基團(tuán)，增強(qiáng)了分子與受體的相互作用[6]。除此之外，具有相對(duì)有序球體結(jié)構(gòu)的枸杞多糖與絮狀結(jié)構(gòu)的枸杞多糖相比，具有更好的誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞凋亡的活性[7]。盡管如此，目前對(duì)多糖高級(jí)結(jié)構(gòu)與其活性關(guān)系的研究仍處于起步階段，這不僅僅因?yàn)槎嗵亲陨斫Y(jié)構(gòu)的復(fù)雜性及其空間結(jié)構(gòu)的多態(tài)性[8]，更主要的是由于缺乏表征其高級(jí)結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)變化的技術(shù)手段。

研究多糖高級(jí)結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)方法在應(yīng)用中存在一定的局限性。如X-射線衍射法，它可以同時(shí)獲得鍵角、鍵長(zhǎng)、構(gòu)型角等多方面的分子結(jié)構(gòu)信息[9]，但該技術(shù)要求樣品結(jié)構(gòu)必須高度有序且存在足量的微晶；而剛果紅實(shí)驗(yàn)，操作簡(jiǎn)單，不需要特殊的儀器，較易普及，但是該方法只能作為判定樣品是否為三螺旋結(jié)構(gòu)的依據(jù)，無(wú)法對(duì)精密結(jié)構(gòu)進(jìn)行測(cè)定?，F(xiàn)代物理技術(shù)的發(fā)展則推動(dòng)了

多糖高級(jí)結(jié)構(gòu)的研究，為多糖構(gòu)效關(guān)系的研究提供了有力的技術(shù)手段，更為尋找具有生物活性的多糖和開(kāi)發(fā)多糖藥物提供了理論依據(jù)。本文對(duì)近年來(lái)多糖高級(jí)結(jié)構(gòu)解析方法的研究進(jìn)展作一綜述。

1 基于高分子稀溶液理論的解析方法

目前，最常用的多糖高級(jí)結(jié)構(gòu)解析方法是高效液相色譜（HPLC）與基于高分子稀溶液理論的動(dòng)、靜態(tài)光散射或黏度測(cè)定聯(lián)用技術(shù)。Xu等[10]利用靜態(tài)光散射法研究木耳葡聚糖的高級(jí)結(jié)構(gòu)，結(jié)果根據(jù)多種定律及參數(shù)發(fā)現(xiàn)，木耳葡聚糖在水溶液中呈現(xiàn)剛性棒狀構(gòu)象。Li等[11]建立了一種HPLC與多種檢測(cè)器（如多角度靜態(tài)光散射儀、動(dòng)態(tài)光散射儀、毛細(xì)管黏度儀及示差檢測(cè)器等）聯(lián)用的分析方法，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)β-葡聚糖聚集體與非聚集體的在線分離及實(shí)時(shí)檢測(cè)，并將實(shí)驗(yàn)周期縮短至1周以內(nèi)。

1.1 靜態(tài)光散射法

HPLC-靜態(tài)光散射(SLS)技術(shù)是一種簡(jiǎn)單有效的多糖高級(jí)結(jié)構(gòu)解析方法[12]，它依據(jù)高分子溶液光散射性質(zhì)與分子質(zhì)量、尺寸及濃度等相關(guān)特性，通過(guò)公式（1）可獲取絕對(duì)分子質(zhì)量（Mw）、分子質(zhì)量分布（MWD）、回轉(zhuǎn)半徑（Rg）及構(gòu)象等多種結(jié)構(gòu)信息[13]。其中，光學(xué)常數(shù)K=[4π2n2(dn/dc)]NAλ4，n為溶液折光率，λ為激光光源波長(zhǎng)，NA為阿伏伽德羅常數(shù)；c為高分子溶液濃度；θ為觀測(cè)角度；A2為第二維利系數(shù)，其正值代表高分子處于理想溶劑中，負(fù)值則相反；Rθ=(Iθr2/I0)，為瑞麗比值，I0與Iθ分別為入射光和散射光的強(qiáng)度，r為光源到測(cè)量點(diǎn)的距離。目前，大多數(shù)相關(guān)研究仍采用Zimm作圖法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理[14]，Zimm作圖法屬于一級(jí)擬合方式，需要大量的測(cè)量數(shù)據(jù)支持，且處理過(guò)程繁瑣。而Renard等[15]采用二級(jí)擬合方式——Debye法進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，在保證準(zhǔn)確性的同時(shí)又減少了實(shí)驗(yàn)周期。

基于以上描述，利用Rg對(duì)Mw進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合，所得的斜率即為方程（2）的指數(shù)v，其為表征高分子構(gòu)象的參數(shù)之一。通常，v值是0.2～0.4時(shí)，代表高分子為具有高分支的緊密卷曲構(gòu)象；0.5～0.6時(shí)，為柔順?lè)肿樱?.6～1時(shí)，為剛性或半剛性棒狀[16]。Yan等[17]利用HPLC-多角度激光光散射（MALLS）技術(shù)，以Rg和v為參考指標(biāo)，解析羧基化凝膠多糖的構(gòu)象。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，超聲作用在短時(shí)間內(nèi)可使分子內(nèi)或分子間的氫鍵斷裂以及分子解聚、構(gòu)象松散和半徑增大，而隨著超聲時(shí)間的延長(zhǎng)，分子內(nèi)少量糖苷鍵發(fā)生斷裂，半徑減小，總體上多糖分子由剛性棒狀轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)規(guī)則線團(tuán)狀。

與v相似，分形維數(shù)df也是表征高分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊密狀態(tài)的參數(shù)，其計(jì)算方法采用公式（3）。當(dāng)df為1時(shí)，代表多糖分子處于剛性棒狀結(jié)構(gòu)；5/3～2時(shí)，代表具有高斯線圈形態(tài)的線性高分子；2.5時(shí)，代表分支狀結(jié)構(gòu)；3時(shí)，代表緊密均勻的球形結(jié)構(gòu)，且數(shù)值越大，內(nèi)部結(jié)構(gòu)越緊密[18-19]。

1.2 動(dòng)態(tài)光散射法

動(dòng)態(tài)光散射法(DLS)的基本原理是，高分子溶液存在分子熱運(yùn)動(dòng)或布朗運(yùn)動(dòng)，散射體積中散射質(zhì)點(diǎn)的位相關(guān)系隨時(shí)間不斷變化，使得散射光頻率發(fā)生變化，且散射光強(qiáng)度也隨時(shí)間不斷起伏。因而，高分子溶液散射光強(qiáng)度Is（ω）隨頻率不斷變化，符合勞化茲分布函數(shù)，其計(jì)算公式（4）中，I0（ω0）指頻率為ω0時(shí)的入射光強(qiáng)度，C是溶液濃度，Г為峰的半高半寬。由于散射光強(qiáng)度隨時(shí)間起伏，因而輸出的光子數(shù)n是時(shí)間的函數(shù)：在時(shí)間間隔τ較小時(shí)，n(t)與n(t+τ)具有一定相關(guān)性，而τ較大時(shí)，n(t)與n(t+τ) 則相差甚遠(yuǎn)，不具備相關(guān)性。這種相關(guān)性可用G(2)(q,τ) 函數(shù)（5）表示，其中A為測(cè)量的基線值，β為常數(shù)，g(1)(q,τ)為自相關(guān)函數(shù)。對(duì)于多糖溶液，g(1)(q,τ)與峰的半高半寬Г相關(guān)，見(jiàn)等式（6），G(Г)為線寬分布函數(shù)，而Г又與高分子在溶液中的熱擴(kuò)散系數(shù)D相關(guān)，見(jiàn)等式（7），其中q為散射矢量。因此，水力學(xué)半徑Rh就可以通過(guò)Stokes?Einstein方程式（8）計(jì)算得出，其中kB為玻爾茲曼常數(shù)，η0為溶劑黏度，T為熱力學(xué)溫度[20]。

Rh是描述高分子在溶液中尺寸的重要參數(shù)，Rg則為高分子質(zhì)心與轉(zhuǎn)動(dòng)軸距離的均方根值，高分子在稀溶液中的形態(tài)及剛性程度也可用ρ（Rg/Rh）來(lái)描述[21]。ρ值在0.77左右時(shí)，表明高分子聚合物為堅(jiān)硬球體構(gòu)象；1.0～1.1時(shí)，為高分支構(gòu)象；1.5～1.8時(shí)，為柔順型分子；大于2時(shí)，為蠕蟲(chóng)狀或剛性結(jié)構(gòu)。硫酸化的β-葡聚糖在0.9%氯化鈉溶液中的ρ值為1.79，表明其呈柔順的卷曲結(jié)構(gòu)，與靜態(tài)光散射法得出的結(jié)論基本一致[22]。

1.3 黏度法

指數(shù)α是高分子高級(jí)結(jié)構(gòu)的特征參數(shù)，可以根據(jù)公式（9）計(jì)算得到，其中特性黏度[η]可以利用黏度儀，根據(jù)Huggins方程（10）與Kraemer方程（11），通過(guò)外推法獲得。方程（9）、（10）和（11）中，K'為Huggins常數(shù)，K''為Kraemer常數(shù)，對(duì)于無(wú)規(guī)則卷曲構(gòu)象，K'-K''=0.5；ηsp/C為比濃黏度；(Inηr)/C為特性黏度；K與α為高分子在給定溫度、溶劑下的常數(shù)。對(duì)于球形結(jié)構(gòu)，α一般為0.5左右；對(duì)于彈性無(wú)規(guī)則卷曲的構(gòu)象，α通常在0.6～0.8范圍內(nèi)；對(duì)于剛性鏈構(gòu)象，α一般大于0.8，甚至是1.0[23]。從冬蟲(chóng)夏草中分離得到的雜多糖在0.9%氯化鈉溶液中的α值為0.42，說(shuō)明其為球形結(jié)構(gòu)，這與MALLS檢測(cè)結(jié)果基本一致[24]。

綜上所述，從SLS法中得到的指數(shù)v和分形維數(shù)df，從DLS法中得到的參數(shù)ρ，以及從黏度法中得到的指數(shù)α，都可以從不同角度闡述多糖在溶液中的高級(jí)結(jié)構(gòu)，因此，大量的研究將這3種方法聯(lián)用，用于多糖高級(jí)結(jié)構(gòu)的解析，其中最經(jīng)典的實(shí)例當(dāng)屬對(duì)香菇多糖高級(jí)結(jié)構(gòu)的研究。香菇多糖是由β-D-葡聚糖通過(guò)1→3糖苷鍵連接而成，在O-6位上連有吡喃型葡萄糖殘基，其重復(fù)單元由5個(gè)β-(1→3)和2個(gè)β-(1→6)葡萄糖殘基組成（見(jiàn)圖1）。隨著溶劑或溫度的變化，香菇多糖可從三螺旋結(jié)構(gòu)變成無(wú)規(guī)則卷曲的單鏈，Mw、Rg、Rh及[η]的改變即預(yù)示著其正從螺旋構(gòu)象轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)規(guī)則卷曲形態(tài)[25]。在低于0.05 mol·L-1的氫氧化鈉溶液中，香菇多糖會(huì)以線性、圓形以及具有分支的三螺旋形態(tài)存在，而當(dāng)氫氧化鈉濃度高于0.08 mol·L-1時(shí)，該多糖就會(huì)變成單鏈結(jié)構(gòu)，但這種轉(zhuǎn)變的誘因可以通過(guò)透析的方法去除[26]。Xu等[27]發(fā)現(xiàn)，香菇多糖在二甲基亞砜（DMSO）溶液中會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)閱捂溇砬鷺?gòu)象，而且活性消失，說(shuō)明三螺旋構(gòu)象對(duì)香菇多糖的活性發(fā)揮至關(guān)重要。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，香菇多糖的抗腫瘤機(jī)制主要包括：促進(jìn)細(xì)胞凋亡與壞死；與DNA非特異性結(jié)合，抑制其解鏈、復(fù)制；抑制血管生成[28]。然而，作為多糖生物學(xué)的重要領(lǐng)域，多糖結(jié)構(gòu)與活性的關(guān)系研究尚不完善，仍是我們今后努力的一大目標(biāo)，但可以肯定的是，多糖結(jié)構(gòu)的解析是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的重要前提。

圖1 香菇多糖重復(fù)單元結(jié)構(gòu)Figure 1 The repeat unit structure of lentinan

2 差示掃描量熱法

差示掃描量熱法(DSC)是近幾年在差熱分析技術(shù)(differential thermal analysis，DTA)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種可用于多糖高級(jí)結(jié)構(gòu)解析的方法[29]，其不僅可以描述樣品與參比物之間的溫度變化，還可以實(shí)時(shí)記錄熱量差與溫度之間的變化規(guī)律，常用于評(píng)價(jià)高聚物的熱穩(wěn)定性和相容性以及研究高分子物質(zhì)之間的相互作用[30-31]。在給定溫度下，每個(gè)體系總是趨向于達(dá)到自由能最小的狀態(tài)，所以，在升溫或降溫的過(guò)程中，樣品可轉(zhuǎn)變成具有不同自由能的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，而分析該過(guò)程的焓變化，就可以得到樣品結(jié)構(gòu)變化的某些信息。

不過(guò)，在多糖高級(jí)結(jié)構(gòu)研究領(lǐng)域，DSC技術(shù)的應(yīng)用還處于起步階段。Liu等[32]運(yùn)用該方法對(duì)靈芝多糖GLP20（ganoderma lucidum polysaccharide 20）的構(gòu)象轉(zhuǎn)變過(guò)程進(jìn)行研究，結(jié)果，在DSC加熱曲線中，吸熱峰表明分子間氫鍵斷裂，GLP20從三螺旋結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)閱捂湡o(wú)規(guī)則卷曲構(gòu)象，而在冷卻后再加熱過(guò)程中，吸熱峰隨著掃描次數(shù)的增加而逐漸變小，表明超過(guò)135 ℃加熱所導(dǎo)致的構(gòu)象轉(zhuǎn)變是不可逆的。DSC技術(shù)同樣可

以對(duì)復(fù)合物的高級(jí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，如應(yīng)用該技術(shù)進(jìn)行的研究表明，隨著環(huán)境的變化，卡拉膠會(huì)從螺旋構(gòu)象轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)規(guī)則線團(tuán)形態(tài)，而與高分子物質(zhì)結(jié)合后，由于空間位阻的存在，其不能發(fā)生正常的折疊[33]。因此，可以將DSC曲線中是否出現(xiàn)較大吸熱峰作為評(píng)價(jià)一種藥物傳遞系統(tǒng)——卡拉膠與聚甲氨基磷腈復(fù)合物是否穩(wěn)定的重要指標(biāo)[34]。

3 原子力顯微鏡法

目前，原子力顯微鏡(atomic force microscope, AFM)已成為可在納米級(jí)別上直觀表征生物大分子表面形貌及空間分布的一種重要計(jì)量工具，它的應(yīng)用可避免樣品的損壞，提高觀測(cè)的準(zhǔn)確度[35]。AFM成像原理是，在保持彈性懸臂形變而量不變的情況下，末端針尖會(huì)隨著樣品表面的起伏而上下移動(dòng)，記錄針尖上下運(yùn)動(dòng)的軌跡，即得到樣品表面形貌。Zhang等[36]利用AFM成像技術(shù)，對(duì)香菇多糖LT1進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，直鏈及支鏈螺旋形態(tài)為其主要結(jié)構(gòu)特征。得益于原子質(zhì)量級(jí)探針，AFM可以實(shí)現(xiàn)單個(gè)生物大分子的觀察。Li等[11]利用AFM技術(shù)，對(duì)不同濃度的t-β-D葡聚糖在純水中的結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究。結(jié)果顯示，在低濃度下，t-β-D葡聚糖以剛性直鏈形式存在，平均寬度為1.19 nm，根據(jù)理論模型計(jì)算的鏈長(zhǎng)度（L，MW/ML）為770 nm，這與透射電子顯微鏡（transmission electron microscopy，TEM）觀察結(jié)果一致；t-β-D葡聚糖在水中，隨著濃度的增大，會(huì)發(fā)生聚集，并通過(guò)鏈之間的交聯(lián)、重疊，形成具有3D網(wǎng)狀的微凝膠。AFM技術(shù)對(duì)于從分子水平上解析多糖結(jié)構(gòu)的改變及研究超分子結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，也是一種有力的手段。黃原膠是廣泛用作藥物緩釋和醫(yī)用材料、食品添加劑等的一種高分子材料，采用AFM技術(shù)可觀察到，其在固態(tài)或水溶液中都呈現(xiàn)半柔順的雙螺旋結(jié)構(gòu)，而在較高濃度下，其多個(gè)分子相互纏繞、折疊，最終形成緊密穩(wěn)定的網(wǎng)狀超分子結(jié)構(gòu)[37]。

4 其他

除了上述方法以外，還有以下一些方法可用于多糖高級(jí)結(jié)構(gòu)的分析，但它們并不具備通用性，目前只能用作多糖高級(jí)結(jié)構(gòu)解析的補(bǔ)充方法。

圓二色譜(circular dichroism, CD)是一種可用于測(cè)定分子不對(duì)稱結(jié)構(gòu)的光譜法，目前已成功應(yīng)用于蛋白質(zhì)高級(jí)結(jié)構(gòu)的解析[38]。多糖高級(jí)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變會(huì)影響其中羧基、乙酰基、氨基等生色團(tuán)的極化性、取向性以及靜態(tài)力的改變，從而使CD在200～400 nm范圍內(nèi)發(fā)生顯著變化[39]?；诖?，CD為研究多糖等生物大分子高級(jí)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換提供了一種簡(jiǎn)便有效的方法。Zhao等[40]根據(jù)CD中的正負(fù)科頓效應(yīng)，解析了在溶劑種類(lèi)、溫度、pH以及離子強(qiáng)度的影響下五味子多糖高級(jí)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變。Wang等[41]則將硫酸化前后的沙蒿多糖進(jìn)行CD對(duì)比，發(fā)現(xiàn)硫酸化后的多糖吸收光譜發(fā)生明顯的紅移現(xiàn)象，這多數(shù)是由S=O造成的；而且，結(jié)合MALLS等其他方法，進(jìn)一步證實(shí)在負(fù)電荷引入過(guò)程中多糖高級(jí)結(jié)構(gòu)發(fā)生了轉(zhuǎn)換。

熒光相關(guān)光譜(fluorescence correlation spectroscopy, FCS)是一種靈敏度較高的單分子檢測(cè)技術(shù)，主要用于測(cè)定高分子物質(zhì)在溶液中的擴(kuò)散系數(shù)，而擴(kuò)散系數(shù)與觀測(cè)區(qū)域的高分子物質(zhì)濃度及尺寸相關(guān)，因此可用于研究濃度低至10-9mol·L-1的多糖分子的構(gòu)象及尺寸。用羅丹明標(biāo)記的裂褶菌多糖在水中的擴(kuò)散系數(shù)為(7.6±0.4)×10-8mol·L-1，明顯低于右旋糖酐，提示兩者在水中的構(gòu)象不同，這與實(shí)際情況相符，即裂褶菌多糖為三螺旋桿狀，而右旋糖酐展現(xiàn)為無(wú)規(guī)則的卷曲形態(tài)。利用FCS測(cè)得裂褶菌多糖在0.1 mol·L-1硼酸溶液(pH 9.3)中的鏈長(zhǎng)為175 nm左右，明顯小于其在水中的尺寸，這主要是因?yàn)殡x子的存在使得多糖分子內(nèi)或分子間的氫鍵發(fā)生斷裂[42]。

核磁共振波譜(nuclear magnetic resonance spectrum, NMR)除了可以作為生物大分子一級(jí)結(jié)構(gòu)解析的關(guān)鍵技術(shù)之外，有時(shí)還可以成為多糖高級(jí)結(jié)構(gòu)研究的輔助性工具。Panagos等[43]通過(guò)對(duì)巖藻糖化硫酸軟骨素三糖重復(fù)單元進(jìn)行二維NMR圖譜解析及耦合常數(shù)測(cè)定，發(fā)現(xiàn)其在水溶液中傾向于形成剛性棒狀構(gòu)象。

5 結(jié)語(yǔ)與展望

SLS、DLS與黏度法是目前研究多糖高級(jí)結(jié)構(gòu)的主要手段，可以從多個(gè)角度綜合評(píng)價(jià)多糖分子在不同條件下的主要結(jié)構(gòu)特征。而單分子AFM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在視覺(jué)上的直觀性，CD及DSC技術(shù)則更多的用于描述不同環(huán)境下多糖分子高級(jí)結(jié)構(gòu)的變化過(guò)程，至于FCS

與NMR，主要用作輔助性分析手段。其實(shí)，上述這些多糖高級(jí)結(jié)構(gòu)的分析方法在蛋白質(zhì)、核酸等其他生物大分子領(lǐng)域的應(yīng)用都已較為成熟，而由于多糖發(fā)展的滯后性及本身結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，導(dǎo)致目前仍無(wú)一種方法能單獨(dú)用于多糖高級(jí)結(jié)構(gòu)的全面解析，因此，將多種分析方法相結(jié)合，不失為多糖高級(jí)結(jié)構(gòu)解析的良策，可以提高多糖結(jié)構(gòu)表征的準(zhǔn)確性。從研究對(duì)象的角度來(lái)看，迄今為止，對(duì)高級(jí)結(jié)構(gòu)的研究主要集中于一級(jí)結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單的多糖分子上，如葡聚糖等，而對(duì)于那些單糖組成、連接方式等較為復(fù)雜的雜多糖涉獵較少。這可能因?yàn)殡s多糖內(nèi)部均一性相對(duì)較差，給數(shù)據(jù)的處理及圖譜的解析帶來(lái)了較大困難。Lundborg等[44]建立了計(jì)算機(jī)輔助液態(tài)核磁圖譜解析技術(shù)，可通過(guò)圖譜比對(duì)及耦合常數(shù)計(jì)算，對(duì)糖蛋白上的糖鏈及常規(guī)菌類(lèi)多糖的一級(jí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。對(duì)于多糖的高級(jí)結(jié)構(gòu)，特別是與已知結(jié)構(gòu)蛋白相互作用的多糖分子，Rynkiewicz等[45]則采用計(jì)算機(jī)分子對(duì)接及分子動(dòng)力學(xué)模擬技術(shù)，對(duì)其高級(jí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)測(cè)。當(dāng)然，計(jì)算機(jī)輔助結(jié)構(gòu)研究目前尚處在起步階段，只能用來(lái)對(duì)少量糖類(lèi)物質(zhì)進(jìn)行分析，但隨著分析技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)預(yù)測(cè)與多種分析方法的結(jié)合將為多糖高級(jí)結(jié)構(gòu)解析提供更準(zhǔn)確更簡(jiǎn)便的新策略。

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Research Progress in Analytical Methods for Advanced Structures of Polysaccharides

XU Hang, ZHU Rui, LIU Wei, GAO Xiangdong

(School of Life Science and Technology, China Pharmaceutical University, Nanjing 210009, China)

It has been found that the bioactivities of polysaccharides are not only dependent on their primary structures, such as branched degrees, monosaccharide compositions and glycosidic linkage modes, but also closely related to their spatial structures.Therefore investigation on advanced structures of polysaccharides could contribute to the elucidation of their structure-activity relationships, and provide theoretical evidence for the screening of bioactive polysaccharides and the development of polysaccharide drugs.Traditional structure analysis methods for polysaccharides can no longer meet the needs of polysaccharides research because of certain limitations, while the development of modern physical techniques has provided new strategies of advanced structure analysis for polysaccharides.The current research progress in analytical methods for advaneed struetures of polysaccharides was reviewed.

polysaccharide; advanced structure; analytical method

Q539；R284.1

A

1001-5094（2015）05-0364-06

接受日期：2015-04-01

項(xiàng)目資助：國(guó)家“重大新藥創(chuàng)制”科技重大專(zhuān)項(xiàng)資助項(xiàng)目（No.2012ZX09502001-004）；江蘇高校優(yōu)秀科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)(多糖類(lèi)藥物研發(fā)關(guān)鍵技術(shù))資助項(xiàng)目

*通訊作者：高向東，教授；

研究方向：生物大分子結(jié)構(gòu)與功能；

Tel：025-83271298； E-mail：xdgao@cpu.edu.cn