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FG是海参来源的结构特殊的岩藻糖化糖胺聚糖(fucosylated glyco saminoglycan),是目前仅见的带有支链糖基的糖胺聚糖衍生物。FG因具有的特殊结构以及强效的因子Xase (FXase)抑制活性受到广泛关注,一定分子量范围的低聚FG具有强效和选择性抑制FXase的活性,可在保持强效抗凝抗血栓活性的同时,显著降低出血倾向。基于糖苷键选择性的化学解聚技术的应用,部分天然FG的确切结构(如取代基确切结构类型及连接位置)研究已取得积极进展,但侧链类型复杂的FG的确切结构研究尚未取得突破,其抗凝构效关系研究也严重受限。 糖苷键选择性的化学解聚法是研究天然FG确切结构的有效工具,结构确切的纯化寡糖也为准确的构效关系研究提供物质基础。基于此,本文采用糖苷键选择性的β-消除解聚法,分别研究了具有不同结构特点的蛇目白尼参(Bohadschia argus)和梅花参(Thelenota ananas)来源FG (BaFG和TaFG)的化学结构,基于化学结构高度规律的系列纯化寡糖推导了原型BaFG和TaFG的确切结构,特别是清晰阐明了侧链类型复杂的TaFG的确切结构,清晰呈现了复杂FG的新颖独特的结构特点;同时系统分析系列纯化寡糖的抗凝活性,进一步探讨了FG寡糖侧链类型对其抑制FXase活性的影响,为研究和发现新型抗凝抗血栓药物做出积极的探索。 本课题主要的研究方法及结果如下: (1) BaFG的提取纯化及理化性质分析:采用酶解-碱解、乙醇分级醇沉、强阴离子交换柱层析等方法从蛇目白尼参(B.argus)干燥体壁提取纯化得到BaFG。通过分子量测定、单糖组成分析、IR波谱分析等方法对进行了系统的理化性质分析。 (2) BaFG寡糖制备、纯化与结构解析:采用β-消除解聚法对侧链类型相对单一的BaFG进行糖苷键选择性解聚,得到低聚产物dBaFG及纯化寡糖1-3,并通过NMR和ESI-Q-TOF-MS进行了确切结构解析。基于纯化寡糖1-3及低聚产物dBaFG的结构,采用“bottom up”策略推导BaFG的确切结构。BaFG是由三糖重复结构单元顺次连接形成的多糖,其结构为{-[L-Fuc3S4S-α-(1,3)-]-D-GlcA-β-(1,3)-D-GalNAc4S6S-β-(1,4)-}n,(n=~ 73)。BaFG所含Fuc均以单糖侧链形式连接于主链GlcUA的O-3位,不存在Fuc二糖侧链,也不存在连接于主链其他位置的Fuc侧链。 (3) TaFG寡糖制备、纯化与结构解析:对于侧链类型复杂的梅花参(T.ananas)来源TaFG,单糖组成和侧链分析显示TaFG可能含有二糖侧链。制备TaFG的β-消除解聚产物dTaFG-1和dTaFG-2;综合使用凝胶色谱和离子交换色谱技术从解聚产物中纯化出不同系列的纯化寡糖4-16,包括系列结构新颖的含二糖侧链的纯化寡糖;通过系列寡糖的结构解析,最终确定TaFG确切结构为{-{4)-[D-GalR1-(α1,2)-L-Fuc3S-α(1,3)-]-D-GlcA-(β1,3)-D-GalNAc4S6S-β(1,}-{-4)-[L-FucR2-α(1,3)-]-D-GlcA-(β1,3)-D-GalNAc4S6S-β(1-}m}n,其中,R1为-4S6S(即4,6-二硫酸酯基(下同))和-4S; R2为-2S4S、-4S(少量)或-3S(微量)。TaFG中既存在Fuc单糖侧链,也存在Gal-Fuc二糖侧链,TaFG中未见二糖以上的侧链存在;单糖或二糖侧链均连接于主链GlcUA的O-3位;主链GalNAc均存在4,6-二硫酸酯基取代。本研究首次证实了复杂FG中二糖侧链的存在,且发现二糖侧链端基糖并非岩藻糖(Fuc),拓宽了我们对于糖胺聚糖类天然产物的丰富而特殊的结构类型的认识。 (4)构效关系分析:所得系列纯化寡糖的抗凝活性研究结果显示,在侧链为Fuc单糖的系列寡糖中,八糖为具有强效anti-FXase活性的最小结构片段,且岩藻糖侧链类型为Fuc2S4S时,anti-FXase活性最强;寡糖结构达到三个重复结构单元时,二糖侧链(Gal-α1,2-Fuc)对寡糖的anti-FXase活性无显著影响,但二糖侧链端基糖(Gal)的硫酸酯基取代类型可明显影响其anti-FXase活性强度;二糖侧链可显著增强含两个重复结构单元的寡糖活性,含二糖侧链的七糖(化合物8)具有强效anti-FXase活性(IC50=0.86μg/mL)。