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大鲵低聚糖肽性质初步研究

摘 要:采用化学方法对大鲵低聚糖肽的氨基酸组成、糖组成及糖肽连接方式进行了初步研究。结果表明,大鲵低聚糖肽含蛋白量为 80.01%总糖含量为 15.15% 。其含有的氨基葡萄糖、葡萄糖醛酸、半乳糖醛酸及唾液酸分别为3.39% 、0.65% 、2.45% 和 0.60% 。其氨基酸组成中,苏氨酸的含量最高,达 13.1% ,其次是脯氨酸、丙氨酸、亮氨酸、精氨酸、苯丙酸等。大鲵低聚糖肽的 β-消旋反应和血凝集反应,表明大鲵低聚糖肽中糖肽键以 O-连接的形式存在。

关键词:大鲵低聚糖肽,氨基酸组成,糖组成,β-消旋反应

大鲵( Andrias davidianus) 是现存个体最大的两栖动物,属国家二类保护动物。在我国广泛分布,主要产于长江、黄河及珠江中上游支流的山溪河流中,尤以四川、湖北、湖南、贵州、陕西等省为多。大鲵营养价值高,含有优质蛋白质和丰富的氨基酸、微量元素。其机体中含有 50 多种天然生物活性物。这些生物活性物在食用、药物、化妆品、健康食品等方面具有独特的研发价值。本实验室从大鲵体表黏液中制备出大鲵低聚糖肽,通过小鼠抗疲劳实验,发现其具有抗疲劳功能。大鲵低聚糖肽还具有良好的吸湿性和较强的抗紫外线活性。本文对大鲵低聚糖肽的氨基酸组成、糖组成及糖肽连接方式进行了初步研究,以期为以后研究大鲵低聚糖肽活性提供基础数据。

1 材料与方法
1.1 实验材料
大鲵低聚糖肽 2010 年 11 月由辽宁省水产品加工及综合利用重点开放实验室制备; 咔唑、无水乙醇、四硼酸钠、间羟基联苯、乙酰丙酮、对-二甲基苯甲醛、无醛乙醇、间苯二酚、硫酸铜、乙酸丁酯-丁醇( 体积比 4∶1) 、盐酸、浓硫酸等试剂 均为国产分析纯。
1.2 实验方法
1.2.1 大鲵低聚糖肽基本组成测定 准确称取 0.5g大鲵低聚糖肽,于 100mL 容量瓶中定容,制得大鲵低聚糖肽溶液,备用。
1.2.1.1 蛋白含量测定 采用 Follin-酚法。取大鲵低聚糖肽溶液 20μL,置于干净的试管内,加 5mLFollin 甲液,置于 25℃ 水浴中 10min 后,加入 0.5mLFollin 试剂乙,继续水浴 30min,于 500nm 处测量吸光值。
1.2.1.2 糖含量测定 采用苯酚-硫酸法。取 0.1mL大鲵低聚糖肽溶液,加入 1mL 6% 苯酚溶液后,加 5mLH2 SO4,静置 20min,于 490nm 处测量吸光值。
1.2.1.3 盐酸氨基葡萄糖含量测定 采用乙酰丙酮法。取大鲵低聚糖肽溶液 0.5mL,置于干燥的具塞比色管中,加水至 5.0mL,然后加 1.0mL 乙酰丙酮溶液,摇 匀,于沸水浴中加热 25min,取 出,冷 却。加对-二甲基苯甲醛溶液 1.0mL,摇匀,60℃ 水浴 1h,放置冷却,于 525nm 处测量吸光值。
1.2.1.4 半乳糖醛酸含量测定 采用硫酸咔唑法。取大鲵低聚糖肽溶液 1.0mL,置于干燥的具塞比色管中,冰水浴中加入四硼酸钠- 硫酸溶液 5.0mL,混匀后,沸水浴加热 20min,取出后立即冷却至室温,加0.15% 咔唑溶液 0.2mL,摇匀,在室温下保持 2h,在530nm 处测量吸光值。
1.2.1.5 葡萄糖醛酸含量 采用间羟联苯法。取大鲵低聚糖肽溶液 0.5mL,加入试管中,置冰水浴中,加入 4.5mL 四硼酸钠-硫酸溶液,继续冷却,充分振荡,将试管置于沸水浴中加热 10min,立即放入冰水浴中冷却,加入 0.05mL 0.15% 间羟基联苯溶液,充分振荡,静置 20min,在 525nm 处测量吸光值。
1.2.1.6 唾液酸含量测定 采用间苯二酚法。取大鲵低聚糖肽溶液 1.0mL,置于干净的试管内,加间苯二酚 - 盐 酸 溶 液 ( 分 别 量 取 2% 间 苯 二 酚 溶 液2.5mL,0.1mol /L 硫酸铜溶液 62.5μL,25% 盐酸溶液20mL,加水稀释至 25mL,混匀。实验前 4h 内配制)1mL,沸水浴 30min,取出置冰浴 3min,加乙酸丁酯-丁醇液( 乙酸丁酯-丁醇的体积比 4∶1) 2mL,充分混匀,室温放置 10min,在 580nm 处测量吸光值。
1.2.2 大鲵低聚糖肽氨基酸组成分析 将大鲵低聚糖肽干燥至恒重,取一定量样品在 6mol /L 盐酸中,在 110℃条件下消化 24h,脱酸后,用水定容至 5mL,在氨基酸自动分析仪上测定样品中氨基酸的组成。
1.2.3 β-消旋反应测定糖肽键连接方式 准确称取大鲵低聚糖肽样品 5mg,溶于 3mL 蒸馏水中,然后将样品 溶 液 分 成 两 等 份,各 1.5mL。其 中 一 份 加 入1.5mL 蒸馏水; 另一份加入 1.5mL 0.4mol /L NaOH 溶液,反应2h 后,两份溶液分别在200~400nm 范围内进行紫外光谱扫描,得到 β-消除反应前后紫外扫描图。
1.2.4 血细胞凝集法测定糖肽键连接方式 采用专一性识别-Galβ1-3 GalNAc α-O-Ser/Thr 结构的凝集素( CAL,海绵凝集素) ,进行三组 B 型血红细胞凝集实验。第一组在血红细胞悬液中加入凝集素; 第二组血红细胞悬液; 第三组在血红细胞悬液中加入凝集素和大鲵低聚糖肽。室温孵育 30min 后显微镜下观察血红细胞凝集现象。1.2.5 红外光谱测定 取一定量的大鲵低聚糖肽干粉与 KBr 混合压片,在 400~4000cm- 1范围内进行红外光谱扫描。
 
2 结果与分析
2.1 大鲵低聚糖肽基本组成分析
经化学分析方法测定大鲵低聚糖肽的基本组分,结 果 见 表 1。大鲵低聚糖肽中总糖含 量 为15.15% ,总蛋白含量为 80.01% 。其中盐酸氨基葡萄糖、葡萄糖醛酸、半乳糖醛酸和唾液酸含量分别3.39% 、0.65% 、2.45% 和 0.60% 。葡萄糖醛酸具有抗肿瘤、抗凝血、增强机体免疫力的作用,是刺参酸性粘多糖的主要成分。唾液酸具有提高人体免疫力、抗痴呆、提高记忆力和智力的作用,是燕窝的主要功能成分。因此,组成大鲵低聚糖肽的糖成分对人体具有保健功能。
大鲵低聚糖肽的氨基酸组成见表 2。由表 2 可知,大鲵低聚糖肽中所含的 18 种氨基酸中除色氨酸未测出外,人体其它 7 种必需氨基酸( 苏氨酸、缬氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸)和组氨酸( 婴儿所必需的氨基酸) 的含量均较高。其中必需氨基酸中苏氨酸含量最为丰富,高达 13.1% 。其次是天冬氨酸/酰胺( Asx) 和谷氨酸/酰胺( Glx) 分别为 11.2% 和 12.5% 。而丝氨酸含量最低为 0.2% 。精氨酸为人体半必需氨基酸,有良好的降血压作用。苯丙氨酸是人体内肾上腺素、甲状腺和黑色素合成的原料。组氨酸对婴幼儿也属于必需氨基酸,在新生儿及儿童生长发育期起着非常重要的作用。它具有抗溃疡和促进细胞再生的作用,幼儿缺乏组氨酸将导致贫血。由此可见,大鲵低聚糖肽具有潜在的多种保健功能。
2.2 大鲵低聚糖肽键特征分析β-消旋反应是一种鉴定糖肽键中是否存在 O-连接糖肽键的常用方法,O-连接糖肽键在碱作用下很容易断裂。糖肽键在用碱处理时,与 O-糖肽键连接的丝氨酸生成 α-氨基丙烯酸,苏氨酸生成 α-氨基丁烯酸,这种不饱和氨基酸的形成,在 240nm 波长处紫外吸收增强。其 β-消旋反应前后大鲵低聚糖肽的紫外吸收图谱如图 1。由图 1 可见,在 240nm处 β-消旋反应后大鲵低聚糖肽的紫外吸收显著增强,说明大鲵低聚糖肽中存在 O-连接糖肽键。
从图 2-A 可以看出,在血红细胞中加 CAL,血红细胞出现凝集现象。因为血细胞表面受体与凝集素结合。图 2-B 为对照组,血红细胞未发生凝集现象。图 2-C 为在血红细胞中加 CAL,同时加入大鲵低聚糖肽,可以看出血红细胞未发生凝集现象。这是因为大鲵低聚糖肽与凝集素结合,阻碍了凝集素与血红细胞表面受体的结合。这从另一方面证明了大鲵低聚糖肽中存在 O-连接糖肽键。
2.3 大鲵低聚糖肽红外光谱分析
从大鲵低聚糖肽红外光谱看 ( 图 3 ) ,3275.2、1653.3、1454.9cm- 1显示结构中存在酰胺官能团;3063.8cm- 1显示有咪唑环官能团; 2962.3、1402.3cm- 1为羟基特征峰。红外光谱图反映了蛋白质结构中的肽键、咪唑环以及糖链上的羟基。

3 结论
对大鲵低聚糖肽含有的氨基酸进行了研究,发现它的氨基酸种类较丰富,其中必需氨基酸中苏氨酸含量最为丰富。对它的糖组成进行的研究表明,它的糖成分基本组成为氨基糖、酸性糖以及中性糖等。同时,发现大鲵低聚糖肽中存在 O- 连接糖肽键。具有 O- 连接糖肽键的糖肽,往往具有免疫活性,因此大鲵低聚糖肽在保健食品开发方面具有重要价值。