当归多糖的结构研究进展

当归多糖的结构研究进展

李卫燕1，李 萍1，闫涵威1，孙 莉2，曹 蔚1*(1.第四军医大学药学院天然药物学教研室,西安710032；2.沈阳军区司令部门诊部,沈阳110006)

摘要：目的 总结近年来各学者在当归多糖结构领域的研究成果，以期对后期的研究提供借鉴。方法查阅以近10年来为主的相关文献，对其结构研究成果进行总结归纳。结果文献中对当归总多糖、中性多糖和酸性多糖的重均相对分子质量、单糖组成及其比例、单糖连接位点等结构信息都有不同程度的研究。结论文献中对当归总多糖和中性多糖的结构研究较为深入，但对当归酸性多糖的研究相对浅显。

关键词：当归；多糖；结构

doi:10.3969/j.issn.1004-2407.2015.03.033

中图分类号：R284

文献标志码：A

文章编号：1004-2407(2015)03-0321-05

Abstract:ObjectiveTo summarize the research results of polysaccharide structure from Angelica sinensis, and to provide reference for researchers. MethodsRelative literatures reported within 10 years about the structure of polysaccharide from Angelica sinensis were summarized. ResultsThe average molecular weight, monosaccharide composition and their molar ratio, the sequence of glucopyranosyl residues of the total polysaccharides, neutral and acidic polysaccharides were researched. ConclusionThe studies on the total sugar and neutral polysaccharides were comprehensive, but the structure of the acidic polysaccharide needs further study.

基金项目:国家自然科学基金(编号:30701081，81173513，81473329)

作者简介：李卫燕，女，硕士研究生

收稿日期：(2015-01-13)

Research progress in the structure of polysaccharide derived fromAngelicasinensis

(Oliv.) Diels

LI Weiyan1, LI Ping1, YAN Hanwei1, SUN Li2, CAO Wei1*(1. Department of Natural Medicine, School of Pharmacy, the Fourth Military Medical University, Xi′an,710032, China;2.Outpatient Department of Headquarters, Shenyang Military Area Command, Shenyang, 110006, China)

Key words:Angelicasinensis; polysaccharide; structure

*通信作者：曹蔚，女，副教授，硕士生导师

当归始载于《神农本草经》，为伞形科植物当归Angelicasinensis(Oliv.)Diels 的干燥根。有补血活血、调经止痛、润肠通便的功能[1]。近年来，当归的药用价值吸引了国内外众多学者，并获得了很多有效成分及其功能主治的新理论成果。当归多糖的活性就是一大亮点。据报道，当归多糖具有抗血栓及改善血液流变、改善血液循环、保护心血管系统、保护平滑肌、抑菌、保护肺部组织细胞、利胆保肝、补血等作用[2-4]。本文在此基础上对当归多糖结构的研究进展进行总结，以期为后续研究提供借鉴。

1当归总多糖的结构特征

商澎等[5]从岷当归中提取得到当归总多糖(AP-0)，经处理，得到AP-1、AP-2和AP-3，经分析，它们由Glc、Ara和糖醛酸构成，构型为α-D-葡萄吡喃型。

刘娟等[6]从岷当归中得到AP-0。经研究，AP-0的相对分子质量在1×104~1.1×105之间，80%的组分集中在4.3×104左右,由Glc、Ara、Gal、Rha和Xyl以17.8︰5.8︰12.0︰1.0︰2.2的摩尔比组成；糖苷键为α-型。

杨兴斌等[7]从岷当归中得到AP-0，柱前衍生化气相色谱法发现，AP-0由Rha、Ara、Man、Glc和Gal以1.00︰2.27︰0.72︰4.00︰2.32的摩尔比组成；柱前衍生化高效液相色谱法发现[8]，AP-0由Man、Rha、GlcUA、GalUA、Glc、Gal和Ara以0.57︰1.00︰0.13︰3.06︰8.16︰7.17︰12.69的摩尔比组成

孙元琳等[9]从岷当归中得到AP-0，经研究，AP-0由Rha、Ara、Man、Glc和Gal以1.0︰3.6︰0.4︰1.5︰6.3的物质的量之比组成。

2 当归中性多糖的结构特征

张林维等[10]从岷当归中得到2个成分：水溶性多糖AS-Ⅲa(水洗级份)和AS-Ⅲb(碱洗级份)。琼脂糖凝胶柱层析测得，AS-Ⅲa的相对分子质量为85 kD，AS-Ⅲb为49 kD；气相色谱分析表明，AS-Ⅲa为葡聚糖， AS-Ⅲb由Glc、Man和Ara以10︰10︰4的摩尔比组成。气相色谱分析表明，AS-Ⅲa由Glc组成，AS-Ⅲb的组成与之前的研究相符；高碘酸氧化和Smith降解发现，AS-Ⅲa的单体通过α-(1→3)糖苷键相互连接，AS-Ⅲb的单体通过(1→4)和(1→6)糖苷键相互连接[11]。

陈汝贤等[12-13]从岷当归中得到2种多糖：XC-1和X-C-3-Ⅱ。经分析，XC-1和X-C-3-Ⅱ的相对分子质量皆为1.0×105Da，XC-1的单糖为α-Glc，主链以1,6位连接；X-C-3-Ⅱ由Glc、Gal、Ara、Rha和GalUA以56.0︰22.1︰18.9︰1.9︰1.1的摩尔比组成。气相色谱-质谱法分析X-C-3-Ⅱ发现：X-C-3-Ⅱ为高分支多糖；Ara和Fru为呋喃型糖苷，Gal和Glc为吡喃型；X-C-3-Ⅱ主链由(1→2)Fruf(1→6)、Glcp组成；X-C-3-Ⅱ由Ara、Gal、Glc和Fru以1︰1︰4︰9的摩尔比组成[14]。

杨兴斌等[7]从AP-0分离得到APF1、APF2和APF3 3个组分。柱前衍生化气相色谱法发现，APF1由Rha、Ara、Glc和Gal以1.00︰2.27︰7.80︰2.69的摩尔比组成；APF2由Rha、Ara、Man、Glc和Gal以1.00︰5.29︰3.66︰9.11︰5.17的摩尔比组成；APF3由Rha、Ara、Man、Glc和Gal以1.00︰4.54︰2.98︰11.09︰7.45的摩尔比组成。柱前衍生化高效液相色谱法发现，APF1由Rha、GalUA、GlcUA、Gal和Ara以1.00︰2.65︰2.02︰3.45︰10.64的摩尔比组成；APF2由Man、Rha、GalUA、Glc、Gal和Ara以0.44︰1.00︰10.52︰7.52︰8.19︰14.43的摩尔比组成；APF3由Man、Rha、GlcUA、GalUA、Glc、Gal和Ara以0.74︰1.00︰0.25︰9.06︰8.62︰5.94︰9.28的摩尔比组成[15]。

孙元琳等[9]从AP-0分离得到中性多糖W-ASP1；W-ASP1由Ara、Man、Glc和Gal组成，物质的量之比为1.0︰0.1︰7.1︰0.4。Sepharose CL-6B柱对W-ASP1进行层析分级，得到中性多糖W-ASP11和W-ASP12，经分析，前者为葡聚糖，由Ara、Glc和Gal组成，质量分数之比为0.5︰26.0︰0.6；后者为阿拉伯半乳聚糖，由Ara、Man、Glc和Gal组成，质量分数之比为21.1︰1.6︰16.3︰1.3[16]。

曹蔚等[17]从AP-0分离得到APS-1，经Sephacryl S-400层析柱处理后得到3种成分：APS-1a，APS-1b和 APS-1c。APS-1c经Sephadex G-100层析柱处理，得到APS-1cI和APS-1cII。经分析，APS-1cI为由(1→6)-α-D-Glcp构成的α-葡聚糖，APS-1cII由(1→4)-α-D-Glcp和(1→6)-α-D-Glcp2个重复单元以4︰1的摩尔比构成。用Sephadex G-100层析柱重复处理APS-12次，得到APS-1d[18]。APS-1d由Glc和Ara以13.8︰1.0的摩尔比组成；主链由1,4-α-D-吡喃葡萄糖组成；分支主要由1,6-α-D-Glcp组成，通过O-6位与其他残基相连，并以β-L-阿拉伯呋喃糖结尾。

3 当归酸性多糖的结构特征

曹蔚等对AP-0进行不同处理，得到APS-bl、APS-b2、APS-cl、APS-c2、APS-c3、APS-2a、APS-3c、APS-bⅡ、APS-3a和APS-3b 10种酸性多糖。APS-bl、APS-b2、APS-cl、APS-c2和APS-c3的重均相对分子质量分别为7.4×105，1.1×105，5.7×105，2.3×105，1.4×104；APS-bl由Glc、Gal、Ara和Rha以1.0︰7.5︰38.2︰2.6的摩尔比组成，APS-b2由Glc、Gal、Ara和Rha以1.0︰7.2︰8.3︰1.1的摩尔比组成，APS-cl由Glc、Gal、Ara、Rha和Man以1.0︰3.8︰2.7︰1.6︰1.1的摩尔比组成，APS-c2由Glc、Gal、Ara、Rha和Man以2.3︰5.4︰6.8︰1.0︰1.2的摩尔比组成，APS-c3由Glc、Gal、Ara、Rha、Man和Xyl以6.3︰4.7︰6.7︰6.5︰1.6︰1.0的摩尔比组成[19]。APS-2a为均一组分，相对分子质量为7.4×105Da，由Ara、Gal、Rha、Glc和GalUA以38.2︰7.5︰2.6︰1.0︰4.9的摩尔比构成[20]；APS-3c的相对分子质量为1.4×104Da，由Ara、Rha、Rlc、Gal、Man、Xyl和GalUA以6.7︰6.5︰6.3︰4.7︰1.6︰1.0︰13.2的比例构成[21]；APS-bⅡ由Glc、Gal、Xyl和Ara以8.4︰2.7︰1.8︰1.0的比例组成[22]。APS-3a和APS-3b由Glc、Gal、Ara、Rha和Man组成，摩尔比分别为3.2︰1.7︰2.5︰1.3︰1.0和2.3︰5.4︰6.8︰1.0︰1.2；APS-3c由Glc、Gal、Ara、Rha、Man和Xyl以6.3︰4.7︰6.7︰6.5︰1.6︰1.0的比例构成[23]。

赵露等[24]从AP-0中分离得到APS-0、APS-1、APS-3和APS-5 4种成分。经研究，APS-1和APS-3具备均一性，用Superdex 200层析柱处理得到APS-1a和APS-3a。经研究，APS-1a和APS-3a皆由Gal、Ara和Glc构成，摩尔分数分别为57.34%，27.67%，14.98%和84.54 %，6.50 %和8.96%；它们主要由1,4-Galp、1,3,6-Galp、T-Galp和T-Araf构成。

孙元琳等[9]从AP-0中分离得到W-ASP1、W-ASP2和W-ASP3。经研究，W-ASP2为弱酸性多糖，W-ASP3为果胶多糖，皆由Rha、Ara、Man、Glc和Gal组成，物质的量之比分别为1.0︰14.7︰0.8︰24.3︰14.2和1.0︰5.6︰0.2︰0.5︰13.3。研究发现，ASP3主要由光滑区(半乳糖醛酸聚糖)和毛发区(富含中性糖侧链的鼠李半乳糖醛酸聚糖)组成：GalA和Rha位于多糖分子的主链，Rha含量较低，大部分GalA相连形成光滑区；Gal、Ara、Man及Glc位于多糖分子的支链，其中Gal以较高的聚合度(半乳聚糖)与主链相连，Ara以还原性末端或低聚寡糖的形式与主链相连或与半乳聚糖末端相连形成阿拉伯半乳聚糖[25]。甲基化分析表明[26]，ASPS的糖残基主要由D-GalpA、D-Galp、L-Araf和L-Rhap组成，主链由1,4-D-GalpA连接，形成光滑区，1,4-D-GalpA通过0-4位与1,2-L-Rhap；1,2,4-L-Rhap的O-2位交替连接形成含有较多分支的“毛发区”；58.8%的Rhap残基发生O-4位取代；阿拉伯半乳聚糖、半乳聚糖以及阿拉伯聚糖是ASP3侧链的主要组成，各个侧链通过Rhap的O-4位与主链相连。NMR结果表明[27]，GalpA和Rhap位于多糖分子的主链，由(1→4)-D-GalpA相连形成的“光滑区”是其主要组成部分；由α-(1→4)-GalpA通过O-4位与α-(1→2)- Rhap和α-(1→2,4)-Rhap的O-2位交替连接所形成的重复单元[→4)-α-GalA-(1→2)-α-Rhap-(1→]构成具有较高分支的“毛发区”。Galp和Araf是中性糖侧链的主要组成，通过Rhap的O-4位与主链相连。非还原性末端T-β-Galp，β-(1→3)-Galp，β-(1- 3,6)-Galp，β-(1→4)-Galp，β-(1→4,6)-Galp聚合形成以β-(1→3,6)-GalP为分支点的β-(1→6)-半乳聚糖和以β-(1→4,6)-Galp为分支点的β-(1→4)- Galp聚糖。T-α-Araf，α-(1→5)-Araf和α-(1→3,5)-Araf聚合形成以α-(1→3,5)-Araf为分支点的α-(1→5)- Araf聚糖。此外，由α-(1→5)- Araf聚糖通过α-(1→3)连接与β-(1→6)-Galp聚糖末端聚合形成阿拉伯半乳聚糖。进一步的分析显示：侧链主要包含β-1,6-Galp、β-1,3,6-Galp、β-1,4-Galp和β-1,4,6-Galp，α-1,5-Araf，α-1,3,5-Araf；它由半乳糖、阿拉伯糖和阿拉伯半乳聚糖连接而成，并通过O-4位与主链上的鼠李糖相连；一部分半乳糖O-2位的甲基被取代形成2-O-Me-β-D-Galp结构[28]。

4 其他学者对东当归的研究

东当归是伞形科当归属东当归Angelicaacutiloba的干燥根。在20世纪80～90年代，日本学者对东当归的结构进行了大量深入地研究。

Haruki Yamada等[29]从东当归中提取得到AR-阿拉伯半乳聚糖，主要由Ara和Gal以1.2︰1.0的摩尔比组成，同时也含有微量的GalUA。经甲基化和α-L-阿拉伯呋喃糖外切酶处理后分析，AR-阿拉伯半乳聚糖带有支链，主链是(1→6)-Galp；糖链中大部分的阿拉伯糖以α-L-呋喃糖基的形式存在于终端链和侧链；(1→3)-Galp可能是与阿拉伯糖的侧链相连。之后，又得到AGIIb-1[30]，经分析，它由Ara、Gal、Rha、GalUA和GlcUA以1.8~2.2︰1.0︰0.2~0.3︰0.2~0.4︰0.1的比例组成；主要包含-Ara-3,6-Gal-结构，大部分的Ara是以α-L-呋喃糖的形式存在于终端链和侧链；终端链与(1→6)-Gal在O-3位相连，侧链在O-6位与(1→3)-Gal连接；包含Ara的链也会与(α→4)-Gal相连；13C NMR解析得知，AGIIb-1的半乳糖基为β型。通过温和酸水解，从AGIIb-1中得到1个中性阿拉伯半乳聚糖(N-I)、2个酸性阿拉伯半乳聚糖(A-I和A-II)和1个中性阿拉伯聚糖(N-II)结构单元[31-32]。经研究，A-I包含(1→4)-GalA-(1→2)-Rha-(1→4)-GalA-(1→4)-Rha 2个链状序列，N-I包含1个(1→3)-Gal-主链和与半乳糖基在O-6位相连的侧链，N-II是高分支的阿拉伯聚糖，主链由(1→5)-α-l-Araf构成，在O-3位与α-L-Araf侧链相连。

有学者[33]从东当归中提取得到4种果胶多糖：AR-2IIa、AR-2IIb、AR-2IIc和AR-2IId。研究发现，它们都包含半乳糖和鼠李糖。其中AR-2IIa、AR-2IIb和AR-2IIc都包含大量的对酶敏感的聚半乳糖醛酸区域，AR-2IId包含了大量对酶不敏感的区域；AR-2IId经酯化处理后则变得对酶敏感。它们也都包含一小部分对酶不敏感的区域，称为PG-1区域。PG-1区域包含大量的中性多糖。PG-1包含鼠李糖半乳糖醛酸聚糖，2,4-二Rha通过O-3位与4-GalA连接。

以上提到的多糖都具有比较强烈的抗补体活性，但是也有学者从东当归得到弱抗补体活性的多糖-AR-4E-2[34]。该物质由阿拉伯糖、半乳糖和鼠李糖以3.3︰1.0︰0.7的摩尔比组成的。它包含一个鼠李糖半乳糖醛酸聚糖基团，2,4-二Rha通过鼠李糖的O-2位与4-GalA相连；它也包含高度分支的3,5-Araf和(1→4)-Galp。

综上所述，各学者对当归多糖的结构研究经历了由粗到细的过程。尽管如此，当归多糖的结构研究仍然处在比较原始的状态。当归多糖发生药理作用的活性组分或片段的结构到底是什么？当归多糖发生作用的活性组分或片段单独能不能发生有效的药理作用？这两个问题仍然是亟待解决的问题。当然，随着科技的发展、研究方法和应用技术设备等的不断创新进步，当归多糖结构的研究将会有更大的进步。

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