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糖尿病(DM)是一种以高血糖为特征的代谢紊乱综合症,分为1型糖尿病(T1DM)和2型糖尿病(T2DM),其中T2DM患者占90~95%。2010年全世界糖尿病患者占总人口的6.4%,到2030年将增加到7.7%。预计在2010年至2030年间,发展中国家的成年人总患病者会增加69%,发达国家会增加20%。开发具有降血糖功效的天然成分,成为近几年国内外研究重点之一。食药用菌成为开发天然降血糖活性成分的潜力来源。
本研究评价了灵芝Ganadermalucidum,紫芝G.sinense,树舌灵芝G.applanatum,香菇Lentinusedodes,灰树花Grifolafrondosa,姬松茸Agaricusblazei,云芝Caiolusversicolor,猴头菇Hericiumerinaceus,黑木耳Auriculariaauricula,松针层孔菌Phellinuschrysoloma,桑黄P.igniarius粗多糖对T2DM小鼠的降血糖作用和体外抑制α-葡萄糖苷酶(α-Glucosidase)的活性。研究发现11种食药用菌粗多糖均能极其显著地降低T2DM小鼠的空腹血糖(P<0.01),其中灰树花G.frondosa能使T2DM小鼠的空腹血糖降低50.09%;并且灵芝G.lucidum,紫芝G.sinense,灰树花G.frondosa,桑黄P.igniarius和松针层孔菌P.chrysoloma粗多糖能促进身体对胰岛素的利用,改善胰岛素抵抗;松针层孔菌P.chrysoloma和桑黄P.igniarius粗多糖表现出良好的α-葡萄糖苷酶的抑制活性作用。
以灵芝G.lucidum粗多糖(GLPs)为对象,研究其对T1DM和T2DM小鼠的降血糖作用及其机理。结果发现,GLPs能极其显著地降低T1DM和T2DM小鼠的空腹血糖(P<0.01),其降低T1DM小鼠血糖的机理与增强肝脏己糖激酶的活性有关;对于T2DM小鼠,GLPs通过极其显著降低肝脏肝糖原磷酸化酶(GP)、果糖二磷酸酶(FBPase)、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(PEPCK)和葡萄糖-6-磷酸酶(G6Pase)的mRNA表达量(P<0.01)而抑制肝脏肝糖原分解和糖异生作用,使肝葡萄糖的输出减少,以此达到降血糖的作用。
采取水提醇沉法提取GLPs,经过阴离子交换色谱DEAE Sepharose Fast Flowchromatography和分子筛SephacrylS300,分离纯化到四个单峰多糖,分别命名为F21,F22,F31,F32。研究这四个单峰多糖对T2DM小鼠的降血糖作用,结果发现,仅有F31具有降血糖作用。
灵芝单峰多糖F31(多糖:蛋白质=84.2%:15.1%)是分子量为15.9KD多糖蛋白。多糖部分主要由葡萄糖Glc、甘露糖Man、木糖Xyl、半乳糖Gal、阿拉伯糖Ara和核糖Rib组成,蛋白质的主要成分是天冬氨酸Asp、谷氨酸Glu、苏氨酸Thr、丝氨酸Ser、甘氨酸Gly、丙氨酸Ala、脯氨酸Pro、缬氨酸Val、精氨酸Arg、亮氨酸Leu、赖氨酸Lys和异亮氨酸Ile等。
应用傅里叶红外光谱FTIR和核磁共振氢谱1H-NMR和碳谱13C-NMR,气质联用GC-MS分析灵芝单峰多糖F31,结果表明,F31为β-构型糖苷键相连的吡喃环杂多糖。根据部分酸水解,高碘酸氧化和Smith降解分析,推测F31含有1→6位和1→3位键合的糖基,其比例为1:1,主链由阿拉伯糖Ara、甘露糖Man、葡萄糖Glc组成。