多糖结构分析方法的研究
多糖的结构分析方法包括
多糖的结构分析方法包括多糖的结构分析方法是确定多糖化合物的组成和连接方式的关键工具。
一般而言，多糖的结构分析可分为化学方法和生物方法两大类。
下面将对这些方法进行详细阐述。
一、化学方法：1. 水解分析法：多糖可通过水解反应将其分解为单糖组成部分。
常用的水解剂有酸、碱及酶等。
水解之后，通过测定生成的单糖或小分子产物的性质，如比旋光度、红外光谱等，可以了解多糖的结构。
2. 艳蓝法：多糖与一些特定的染料反应，形成稳定的染色复合物，从而测定多糖的含量。
例如，通过酚-硫酸法，可以用磺酸依托品氧化苄功酸钠抗络常数来定量多糖。
3. 光谱法：红外光谱、紫外光谱、核磁共振等技术可用于多糖的结构分析。
红外光谱可用来分析反映多糖内部结构的原理基团，紫外光谱用于分析多糖的存在和测定多糖的含量，核磁共振用于确定多糖的空间结构。
4. 色谱法：气相色谱、液相色谱和凝胶渗透色谱等方法可用于多糖的分离和定性。
例如，利用薄层色谱法，可分离多糖混合物，并通过染色剂的显色来判断多糖的组成。
二、生物方法：1. 酶降解法：通过加入特定酶，如淀粉酶、纤维素酶、葡萄糖酸酶等，可对多糖进行降解。
通过观察降解过程中生成的产物，可以了解多糖的结构。
此外，酶处理还可用于多糖的修饰。
2. 糖基转移酶法：多糖通过与糖基转移酶反应，可实现特定糖基的转移。
通过测定生成的产物，可以推测多糖的结构。
3. 色谱法：包括气相色谱、高效液相色谱等。
例如，通过细胞外多糖水解产生的单糖组成通过气相色谱或液相色谱分析，可以了解多糖的结构。
4. 核磁共振波谱法：包括质子核磁共振、碳13核磁共振等。
通过测量样品在强磁场下的核磁共振信号，可以获得丰富的结构信息。
此外，还有一些其他方法如质谱分析、电泳分析等都可用于多糖的结构分析。
总之，多糖的结构分析需要利用多种方法互相印证，综合分析，才能获得准确的结构信息。
以上介绍的方法只是常用的几种，请根据研究的具体需要选择合适的方法进行分析。
真菌多糖的化学结构研究
2、主链上糖苷键决定多糖活性
大多抗肿瘤活性的葡聚多糖：(1→3)糖苷键连接。 香菇多糖
3、主链构型决定多糖活性
抗肿瘤活性的多糖：β-(1→3)-D-葡聚糖的主链结构。
[1]孔繁利.碱提糙皮侧耳水溶性多糖WPOP-N1的结构解析及抗肿瘤机制研究[D].吉林大学，2012
4、多糖支链长度对活性的影响
一般支链较短的多糖具有抗肿瘤活性
参考文献
[4] Shao-Ping Nie, Steve W. Cui, Aled O. Phillips, et al. Elucidation of the structure of a bioactive hydrophilic polysaccharide from Cordyceps sinensisby methylation analysis and NMR spectroscopy[J].Carbohydrate Polymers. 2011,84:819– 899.
[5] Himani Bhatia, P.K.Guptab, P.L. Soni. Structure of the oligosaccharides isolated from Prosopis juliflora (Sw.)DC. seed polysaccharide[J]. Carbohydrate Polymers.2014,101:438– 443.
2.2、单糖组成分析
XiuJu Du[2]等采用了 HPAEC-PA对3种桦褐 孔菌子实体多糖进行了 单糖组成分析。
表1 桦褐孔菌多糖的HPAEC-PAD分析
[3] XiuJu Dua, et al. International Journal of Biological Macromolecule.2013,62: 691– 696.
多糖结构分析
多糖结构研究方法多糖及其复合物是来自于高等动、植物细胞膜和微生物细胞壁中的天然大分子物质之一，自然界含量丰富，与人类生活紧密相关，对维持生命活动起至关重要的作用。
多糖和核酸、蛋白质、脂类构成了最基本的4类生命物质。
由于多糖的生物活性与多糖的结构关系密切，因此清楚认识多糖的结构是进行多糖研究和利用的基础。
多糖结构比蛋白质和核酸的结构更加复杂，可以说是自然界中最复杂的生物大分子。
从化学观点来看，多糖结构解析最大的难点就在于其结构的复杂性。
糖的结构分类可沿用蛋白质和核酸的分类方法，即多糖的结构也可分为一级、二级、三级和四级结构。
与蛋白质或核酸大分子相比，糖链的一级结构“含义”要十分丰富。
测定糖链的一级结构，要解决以下几个问题：(1)相对分子质量；(2)糖链的糖基组成，各种单糖组成的摩尔比；(3)有无糖醛酸及具体的糖醛酸类型和比例；(4)各单糖残基的D-或L．构型，毗喃环或呋喃环形式；(5)各个单糖残基之间的连接顺序；(6)每个糖苷键所取的a-或B．异头异构形式；(7)每个糖残基上羟基被取代情况：(8)糖链和非糖部分连接情况；(9)主链和支链连接位点：（10)糖残基可能连接硫酸酯基、乙酰基、磷酸基、甲基的类型等。
多糖的二级结构是指多糖主链间以氢键为主要次级键而形成的有规则的构象，与分子主链的构象有关，不涉及侧链的空间排布；多糖的三级结构和四级结构是指以二级结构为基础，由于糖单位之间的非共价相互作用，导致二级结构在有序的空间里产生的有规则的构象四。
多糖结构的分析手段很多。
不仅有仪器分析法，如红外、核磁共振、质谱等，还有化学方法，如完全酸水解、部分酸水解、高碘酸氧化、Smith降解、甲基化反应等，以及生物学方法，如特异性糖苷酶酶切、免疫学方法等。
1质谱(MS)由于MS法在糖链结构分析中具有快速灵敏，样品用量少、结构信息直观的特点而得到越来越广泛的应用。
近年来各种软电离技术的诞生，如快原子轰击质谱(FAB—MS)，电喷雾质谱(ESI—MS)，基质辅助激光解析离子化质谱(MALDI-MS)等，使得糖结构分析的研究取得了日新月异的发展。
多糖高级结构研究方法
1. 红外光谱法（IR）红外光谱在多糖的结构分析上的应用主要是确定糖苷键的构型以及常规官能团。
如：多糖化合物在890cm- 1处吸收是β-吡喃糖苷键特征峰，而820 cm- 1和850cm- 1则是α-吡喃糖苷键特征峰。
2.核磁共振法( NMR)主要用于确定多糖结构中糖苷键的构型以及重复结构中单糖的数目。
3. 原子力显微镜（AFM）该技术是在扫描隧道显微镜( STM )基础上发展起来的一种新颖的物质结构分析方法。
其用很尖的探针扫描待测样品表面, 探针附在一根可活动的微悬臂的底端上, 当探针与样品接触时, 产生的微小作用力引起微悬臂的偏转, 通过光电检测系统对微悬臂的偏转进行检测和放大, 信号经过转换可得到样品的三维立体图像。
如：该技术研究了香菇多糖在不同浓度NaOH 溶液下构型和构象的转变。
4. X- 射线衍射法(XRD)X - 射线衍射法可得到晶体的晶胞参数和晶格常数, 再加上立体化学方面的信息，包括键角、键长、构型角和计算机模拟, 就可以准确的确定多糖的构型。
5. 圆二色谱( CD)从CD 可以知道绝对构型、构象等信息, 是研究多糖的三维结构的有效办法。
中性多糖因缺少一般紫外区可提供信息的结构, 难以直接得到由CD 谱提供的结构信息，通常可进行衍生化或者将多糖与刚果红络合后测定。
6. 快原子轰击质谱( FAB - M S)FAB- MS适合于分析极性大、难挥发、热不稳定的样品。
在快原子轰击过程中, 样品通过正离子方式增加一个质子或阳离子, 或通过负离子方式失去一个质子产生准分子离子作为谱图的主要信号, 并给出反映连接顺序等信息的碎片。
因此FAB- MS可用来测定寡糖链的分子量。
通过FAB- MS形成[M - H ] - 离子是确定寡糖中单糖组成的一种方便的方法。
7. 气质联用(GC - M S)气相色谱与质谱联用可以得到有关单糖残基类型、链的连接方式、糖的序列和糖环形式、聚合度等多种结构信息。
多糖化学结构鉴定方案总结
经过分级纯化的多糖在测定结构前须检查其纯度及测定分子量。
检查纯度最常用的判断方法：（1）用G C 、HPLC测定组成多糖的单糖的摩尔比是否恒定。
用不同的柱型测定结果更为可靠。
（2）电泳只出现一条带。
如可用聚丙烯酰胺凝胶电泳、乙酸纤维素薄膜电泳及玻璃纤维纸电泳。
对于中性多糖可采用高压电泳，以硼酸盐为缓冲液，可增大其迁移速度。
（3）凝胶柱层析图呈现对称的单峰。
若有“拖尾”现象，说明其均一性不够好。
阴离子交换层析纯化用DEAE一纤维素52(2.6x100cm)柱层析,0.lmol/LNaCl洗脱,流速6ml/h,按2ml一管分部收集,苯酚一硫酸法逐管检测,绘制收集体积与糖含量之间的关系曲线。
看是否有单一对称峰。
按照Ye等报道,采用DEAE一52一纤维素交换柱层析法(2.6x30cm)对鲍氏层孔菌菌丝体粗多糖进行初步分离。
DEAE一纤维素凝胶预处理:称取DEAE一52一纤维素凝胶干粉,加入约10倍体积质量比(ml/g)的0.5mol/LNa0H溶液浸泡30分钟,倒出上清液,用大量去离子水反复浸洗至pH值近中性;再用相同体积的0.5mol/LHCI溶液浸泡30分钟,倒出上清液,用大量去离子水反复浸洗至pH值近中性;最后用相同体积的0.5mol/lNaOH溶液再浸泡30分钟,用大量去离子水反复浸洗至pH值中性。
处理完毕后,进行湿法装柱,用去离子水0.5mol/LNaCl溶液,去离子水依次分别平衡(流速1.0ml/min)2一3个柱体积备用.糖样100mg溶于5ml的去离子水中,离心除去不溶物,上样于DEAE一52一纤维素阴离子层析柱(2.6x30cm,Cl-1型),分别采用去离子水0.1和0.3mol/LNaCI溶液进行分段梯度洗脱,流速1.0ml/min,自动收集器分部收集(10ml/管),每梯度20管。
用硫酸一苯酚法跟踪检测各管多糖含量(490nm处吸收值),以收集的管数为横坐标。
吸光值(490nm)为纵坐标绘制DEAE 一52一纤维素色谱柱洗脱曲线。
糖苷酶在多糖结构分析中的应用研究
加强糖苷酶在多糖结构分析中的与其他方法的联用研究
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糖苷酶与质谱联用
将糖苷酶与质谱联用，通过酶解多糖生成的单 糖或寡糖的质谱分析，提供更多关于多糖结构 的信息。
糖苷酶与光谱方法联用
结合光谱方法如红外光谱、核磁共振等，对酶 解后的产物进行详细的结构分析，进一步解析 多糖的结构特征。
糖苷酶与生物信息学方法联用
度和回收率，降低杂质的干扰。
稳定性提高
03
通过蛋白质工程和分子进化等方法，提高糖苷酶的稳定性和耐
受性，使其在多糖结构分析中更可靠和高效。
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糖苷酶在多糖结构分析中可以 用于水解多糖，获得单糖分子 或低聚糖，以便进一步分析。
研究目的和方法
研究目的
探讨糖苷酶在多糖结构分析中的应用，分析其水解多糖的能力和效果。
研究方法
收集多种具有代表性的糖苷酶，分别对其性能进行测试，并对结果进行比较和分析。同时，对不同来源的多糖 进行水解，分析水解产物的组成和结构。
运用生物信息学方法对糖苷酶的基因序列、氨 基酸组成和三维结构进行预测和分析，为理性 设计提供依据。
发展更高效的糖苷酶制备和纯化方法，提高应用效率。
制备方法
01
探索更高效的制备方法，包括基因克隆、表达和纯化等步骤，
以降低成本和提高产量。
纯化方法
02
开发新的纯化技术，利用色谱、电泳等手段，提高糖苷酶的纯
多糖组成分析
单糖组成分析
利用糖苷酶水解多糖，分析释放出的单糖种类和比例，确定多糖的组成。
糖苷键类型分析
通过分析水解产物中单糖之间的连接方式，确定多糖中的糖苷键类型。
多糖链构象分析
分子量分布
利用糖苷酶处理多糖，通过凝胶色谱法或 超滤法测定分子量及分布。
多糖的结构研究
苷键的构型有关。一般呋喃糖苷键较吡喃型易水解 ,
水解试剂的不同会影响水解条件。水解之后的多糖经中和、 过滤 , 可采 用纸层析 ( PC) 、 薄 层层析 ( T L C) 、 气相 色谱法( GC) 、 液相色谱法 ( HPL C) [ 8] 和离子色谱 法 [ 9] 进行分 析。多糖水 解产生 物的 GC 分析 , 通常 是先经 衍 生化处理成易挥发组成分 , 常采用的衍生化方 法是硅烷基化和乙酰化处理。高效液相色谱法则 克服了 G C 需 衍生化的缺陷 , 它可直接进样测定。同样离子色谱法不 需要衍生处理 , 而且检测灵敏度甚至比 HPLC 法更高。 离子色谱法的原理是将样品经强碱性物质离子化后 , 通 过离子色谱柱经脉冲安培检测器检测。 ) 部分 酸水 解 : 利用多糖链中部分糖苷键如呋喃型糖苷键 、 位于链末端的糖苷键和支链上的糖苷键易水解脱落 , 而构成糖 链的主链重复结构的部分和糖醛酸等对酸水解则相对稳定的特点 , 对多糖常采用部分酸水解法处理。多糖经 部分酸水解后 , 经醇析、 离心 , 将上清液和沉淀分别进行 分析。多 糖部分酸水解之后的醇析产物往往是多糖的 主链重复性结构片段、 糖醛酸链片段 , 从这些小片段可以推测多糖链的一些结构特点。 ) 乙酰解 : 将多 糖与
第2期
周
鹏等 : 多糖的结构研究
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乙酐、 冰醋酸、 浓硫酸等混合反应 , 可得到乙酰化单糖 , 目的也是用于单 糖组成分析。 点在于半缩醛被保护起来 , 使异构体物减少 , 有利于分辨。
) 甲 醇解 : 利用 HCl-
CH 3OH 溶液把多糖的半缩醛甲基化 , 形成甲基糖甙后再经衍生或不衍生进 行 GC 或 HPL C 分析 , 甲醇解 的优 高碘酸氧化法 : 高碘酸可以选择性的氧化 断裂糖分子中的连二羟基或连三羟基处 , 生成相应的 多糖醛、 甲 酸 , 反应定量地进行。每开裂一个 C- C 键消耗一分子高碘酸 , 通过测定高碘酸的消耗 量和甲酸的 生成量 , 可 以判断糖苷键的位置、 连接方式、 支链状况和聚合度等结构信息。以葡萄糖为例 , 以 1 2 或 1 成一分子甲酸 ; 以 1 时需做空白试验。 Smith 降解 : Smit h 降解是将 高碘酸氧化产物还原后 进行酸 水解或 部分水解。 由于糖 基之间以 不同的 位 置缩合 , 用高碘酸氧化后则生成不同的产物 , 由降解产物来 获取多糖的 结构信息。以 1 糖基为例 , 其高碘酸氧化、 Smit h 降解反 应如图 2。 4、 1 6 糖苷键的 己 4 键合 的葡萄 糖基经高碘酸氧化后 , 每糖基消耗一分子高碘 酸 , 无甲酸生成 ; 而 1 6 键合的葡萄糖基消耗二分子高碘酸 , 生 3 键合的糖基不被高碘酸氧化。高碘酸的氧化反应必须在控制的条件下进行 , 以避免副 反应的产生 ( 超氧化反应 ) 。一般使多糖与最小量的高碘酸 反应 , 溶液 pH 值控制在 3- 5, 且应 避光、 低温 , 同
多糖结构分析范文
多糖结构分析范文多糖是由单糖分子通过糖苷键连接而成的高分子化合物，广泛存在于生物体内，具有重要的生理功能和科学研究价值。
多糖的结构分析是研究其化学组成、分子结构和空间构型的过程，对于了解多糖的生物学功能和性质具有重要意义。
多糖的结构分析方法主要包括物理化学方法、光谱分析方法和酶解分析方法等。
下面将对这些方法进行详细说明。
1.物理化学方法：物理化学方法是利用多糖的物理性质进行结构分析的方法。
其中包括粘度测定、分子量测定、光旋光度测定和电泳分析等。
（1）粘度测定：多糖的粘度与其分子大小和结构有关，通过测定多糖溶液的粘度可以推测其分子量和构型。
粘度测定通常利用Ubbelohde粘度计或Ostwald粘度计进行。
（2）分子量测定：多糖的分子量是其结构的关键参数，可通过凝胶过滤、凝胶电泳或质谱等方法测定。
其中，凝胶过滤是常用的方法，通过选择合适的孔径大小的凝胶阻隔多糖的滤过，然后根据滤过时间计算出多糖的分子量。
（3）光旋光度测定：多糖的结构中含有手性中心，具有旋光性，通过测定多糖溶液的旋光度可以推测其分子结构。
通常使用旋光光谱仪进行测定。
（4）电泳分析：多糖的电泳分析常用聚丙烯酰胺凝胶电泳或琼脂糖电泳。
通过电泳分析可以确定多糖的电荷性质、分子大小和分子结构。
2.光谱分析方法：光谱分析方法包括红外光谱、核磁共振（NMR）光谱和质谱等。
（1）红外光谱：红外光谱可以提供多糖分子中官能团的信息，如羟基、氨基、羧基等。
通过对比标准谱图或理论谱图，可以确定多糖的官能团组成。
（2）核磁共振光谱：核磁共振光谱可以提供多糖分子的分子结构和空间构型信息。
其中，13CNMR可确定多糖的碳原子排布，1H-NMR可确定多糖的氢原子排布。
（3）质谱：质谱是一种通过测量多糖分子或其片段的离子质量比来确定分子结构的方法。
通过质谱可以推断多糖的元素组成、分子量和结构。
3.酶解分析方法：酶解分析方法是利用特定的酶可以选择性地降解多糖，从而确定其分支链和连接方式。