兩種海洋生物多糖結(jié)構(gòu)性質(zhì)和1，6二磷酸果糖BZ振蕩反應(yīng)的研究.pdf

1、本文共分兩部分，討論了多糖的化學(xué)結(jié)構(gòu)分析和一種單糖的BZ振蕩反應(yīng)機(jī)理研究。 本文的第一部分是關(guān)于兩種海洋生物多糖的結(jié)構(gòu)分析。在這一部分的前言中對(duì)多糖的生物學(xué)意義及結(jié)構(gòu)研究方法作了綜述。糖類的研究是生命大分子科學(xué)最后一個(gè)重大前沿領(lǐng)域。多糖在生物體內(nèi)重要的生物功能和良好的生物活性，及其在生命科學(xué)和醫(yī)藥中的巨大作用，使多糖的研究成為具有吸引力的研究領(lǐng)域。海洋生物的生活環(huán)境與陸地生物迥異，研究海洋生物多糖有其特殊意義。 在第2章

2、我們報(bào)道了在海洋軟體動(dòng)物翡翠貽貝中提取得到的一種新的多糖Q1，并對(duì)其結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和藥理活性進(jìn)行了詳細(xì)深入的討論。在治療苯中毒的研究中，翡翠貽貝多糖Q1表現(xiàn)出較好的藥理活性，主要有：1可以明顯的增加苯中毒大鼠白細(xì)胞(P＜0.01)數(shù)量，并且其升白作用存在劑量—效應(yīng)關(guān)系。2顯著的增加脾重量，提高脾指數(shù)，說明Q1可增強(qiáng)苯中毒大鼠的免疫功能。3顯著降低丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(ALT)值，提示Q1具有一定的肝功能保護(hù)作用。4對(duì)苯中毒大鼠異常升高的BUN有

3、顯著的降低作用，提示其對(duì)苯中毒大鼠腎功能有一定的保護(hù)作用。 經(jīng)過酶解、脫蛋白、DEAE離子色譜和凝膠色譜等現(xiàn)代分離手段，從翡翠貽貝的內(nèi)臟中分離純化出多糖Q1。Q1為白色吸潮粉末，易溶于水。比旋光度[α]D20=16.8°(C=0.002H2O)分子量是1.2X104，總糖含量89.9％。Q1經(jīng)完全酸水解，糖氰乙酸酯桁生化，氣相色譜分析確定單糖組成為：鼠李糖2.83％巖藻糖1.65％甘露糖0.79％葡萄糖93.6％半乳糖1.13％

4、。元素分析和離子色譜的結(jié)果證實(shí)Q1中含有硫酸根，但含量很低。Q1的甲基化結(jié)果表明：Q1中有1-4和1-6兩種連接方式。從高分辨核磁共振譜(500MHz)的研究，在1HNMR和13CNMR譜的異頭氫(碳)區(qū)中，都有比例約為2：1的吸收峰。從而確定Q1的重復(fù)單元含有三種單糖。又根據(jù)這些峰的化學(xué)位移推斷出單糖的構(gòu)型均為α-構(gòu)型。根據(jù)這些結(jié)果，可以推斷出Q1的結(jié)構(gòu)為一個(gè)含有少量硫酸取代的以1-6連接為主鏈的帶有1-4連接側(cè)鏈的葡聚糖，重復(fù)單元結(jié)

5、構(gòu)為： →-a-D-Glu(1→6)-a-D-GIu(1→↑a-D-Glu(1→4)在第3章中我們研究了一種新的鮑魚多糖B1，粘度法測(cè)定分子量為1.4X104。元素分析結(jié)果，B1的硫酸根含量是Q1的4倍。完全酸水解后，糖氰乙酸酯衍生化GC-MS分析得出B1的單糖組成為：半乳糖88.34％葡萄糖10.46％甘露糖1.2％。長(zhǎng)期以來，多糖的研究方法進(jìn)展緩慢。對(duì)多糖的結(jié)構(gòu)缺少有效的破解途徑，尤其結(jié)構(gòu)復(fù)雜的多糖更是如此。我們用乙酰解的方

6、法對(duì)鮑魚多糖B1進(jìn)行了研究。乙酰解后硅膠柱層析分離得到兩部分，Ac1和Ac2，用核磁共振譜分析得Ac1是一個(gè)α-構(gòu)型的五乙酰化半乳糖。Ac2的核磁共振譜與Ac1的非常相似，但各個(gè)峰都很寬。用串聯(lián)質(zhì)譜分析，得到Ac2是一個(gè)全乙?；烟堑幕旌衔?。通過分析可以找到各個(gè)質(zhì)譜峰對(duì)應(yīng)的寡糖。從我們的研究可以看出乙酰解不僅可以得到全乙?；膯翁沁€可以得到一定的全乙酰化寡糖。這對(duì)多糖的結(jié)構(gòu)研究具有啟發(fā)意義。 為了進(jìn)一步研究糖類化合物與生物體的關(guān)

7、系，本論文的第二部分討論了1，6二磷酸果糖的BZ振蕩反應(yīng)。在這一部分的前言中，介紹了兩種主要的生物化學(xué)振蕩：糖酵解振蕩和過氧化物酶振蕩。全面的綜述了半個(gè)多世紀(jì)以來人們對(duì)這兩個(gè)振蕩反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和反應(yīng)機(jī)理的研究和探索。此外，還詳細(xì)的綜述了研究得最透徹的化學(xué)振蕩反應(yīng)—BZ振蕩反應(yīng)?？偨Y(jié)了BZ反應(yīng)研究過程中提出的幾個(gè)主要反應(yīng)機(jī)理。詳細(xì)探討了有機(jī)自由基控制機(jī)理的作用過程。 1，6二磷酸果糖(FDP)在生物體內(nèi)是糖酵解過程的重要中間產(chǎn)物。

8、糖酵解中存在的振蕩現(xiàn)象，是迄今為止研究得最透徹的生物振蕩反應(yīng)。而同時(shí)BZ振蕩反應(yīng)是現(xiàn)在研究得最透徹的化學(xué)振蕩反應(yīng)。我們首次將FDP作為有機(jī)底物應(yīng)用在BZ反應(yīng)中。研究了各種影啊因素對(duì)BZ反應(yīng)的影響的數(shù)量關(guān)系，并且推導(dǎo)了基本的反應(yīng)機(jī)理。比較這兩種振蕩反應(yīng)我們可以看出，盡管反應(yīng)體系有很大不同，但在周期上他們是有相近之處的，BZ反應(yīng)的周期為33s-41s、糖酵解中為37s。這或許蘊(yùn)含著非生命過程和生命過程的一些共通之處。雖然FDP在糖酵解中比B

9、Z反應(yīng)中要經(jīng)歷更復(fù)雜的變化，但結(jié)果是一樣的，最終都被氧化分解放出能量。在BZ反應(yīng)中，Ce(Ⅳ)扮演著酶的角色，但顯然效率不高，因此需要高的硫酸濃度幫助分解FDP。在本論文中對(duì)兩種振蕩反應(yīng)的關(guān)系的探討還是很初步的，但我們相信這是一個(gè)好的開始，對(duì)糖酵解振蕩和BZ振蕩反應(yīng)的研究會(huì)有一定的啟發(fā)作用。 為了給FDP的BZ反應(yīng)積累數(shù)據(jù)，同時(shí)也為研究Ce(Ⅳ)對(duì)有機(jī)物的氧化作用，在第6章里我們研究了Ce(Ⅳ)氧化FDP的反應(yīng)。關(guān)于這個(gè)反應(yīng)的研

10、究還未見報(bào)道。我們用經(jīng)典的滴定的方法，測(cè)定了反應(yīng)中速率常數(shù)的變化規(guī)律，并且推導(dǎo)出反應(yīng)機(jī)理和動(dòng)力學(xué)方程： 反應(yīng)機(jī)理：Ce(SO4)2+FDP()K1CFCFk2→Ce(Ⅲ)(SO4)2+F·F·+Ce(Ⅳ)→k3P+Ce(Ⅲ)動(dòng)力學(xué)方程：dCe(Ⅳ)=k2[CF]=k2K1[Ce(SO4)2][FDP]=k2K1/1+Q3[HSO4-][Ce(Ⅳ)[FDP]Mn是生物體內(nèi)較常見的金屬離子，對(duì)它的氧化研究一直較多。但還沒有關(guān)于Mn(

11、Ⅲ)氧化FDP的報(bào)道。在第8章中我們用停流反應(yīng)器聯(lián)用紫外光譜儀的方法，詳細(xì)研究了Mn(Ⅲ)氧化FDP的反應(yīng)。得出了各種反應(yīng)物對(duì)反應(yīng)速度的影響。推導(dǎo)出反應(yīng)機(jī)理和動(dòng)力學(xué)方程如下： 反應(yīng)機(jī)理：Mn3++H2O()K1MnOH2++H+Mn3++S()K2[Mn-S]3+MnOH2++SK3[MnOH-S]2+[Mn-S]3+→k4()S·+Mn2++H+[MnOH-S]2+→k5()S·+Mn2++H2OS·+Mn3+(orMnOH2