微生物胞外多糖MEP结构的初步研究文献综述

 2022-12-10 14:58:00

开题报告内容:(包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述,不少于2000字)

一、课题的研究背景、意义和目的

多糖是一类广泛分布于动植物、微生物体内的,由十个以上的单糖通过糖苷键聚合而成的生物大分子,越来越多的药理学研究和临床研究表明,多糖具有各种各样的生物学活性和功能,例如免疫调解、抗肿瘤、抗病毒、降低血糖、降血脂等。多糖作为药物开始于1943年,在此之后,多糖在保健食品和药物方面的产品越来越多,目前在国内外,多糖的研究层次和水平远远落后于蛋白质和核酸的研究,这给多糖的科学研究及临床应用带来了极大限制。

多糖中糖基的组成复杂,糖基排列顺序多样,相邻糖基的连接方式各不相同,异头碳具有多种构型,糖链存在分支,以及分支位置及长短等因素,决定了多糖结构的复杂性,所以在多糖结构研究中,将大分子多糖片段裂解成为多种不同长度的寡糖片段是分析多糖结构的一般性方法,而且多糖的裂解片段一般活性更高,有更高的研究价值。例如酸解后的枸杞多糖、龙须菜多糖、硫酸软骨素均较未裂解的原始多糖有更强的抗氧化能力、降血脂能力和对关节炎的抑制作用。

多糖的水解方法有多种,包括完全酸水解、部分酸水解、酶解、乙酰解、甲醇解等,对于大部分多糖来说一般采用部分酸水解的方法,部分酸水解是利用多糖链中部分糖苷键如呋喃型糖苷键、位于链末端的糖苷键和支链上的糖苷键易被水解,而构成多糖主链重复结构的糖基和糖醛酸部分对酸水解相对稳定的特点而使多糖链断裂成寡糖链的方法。多糖部分酸水解所得的醇析产物往往是其主链重复性结构片段和糖醛酸链片段,从这些小片段可以推测多糖链的部分结构特征。

胞外多糖(Exopolysaccharide,EPS)是细胞分泌到胞外的菌表多糖和生物被膜多糖的总称,胞外多糖对微生物来说至关重要,它不仅可以保护自身在生物竞争中免受伤害,还能保证其对一些非生物因素如温度、光照和pH的抵抗。对于极端微生物来说,胞外多糖还起着抵抗极端环境的作用。目前对于微生物胞外多糖研究较多的有果聚糖,黄原胶,透明质酸等,本实验课题中的胞外多糖MEP是课题组利用基因工程技术制备获得的一种新型多糖,前期已对其制备工艺进行了研究,制备获得了较纯的样品,初步的结构解析结果表明其为杂聚糖,由于MEP分子量大、粘度高、单糖组成复杂,直接对其整体结构进行解析有较大困难。

本实验课题通过建立合理的酸降解条件,制备获得MEP的主链片段,通过化学分析和仪器分析相结合,阐明MEP的主链结构,为MEP的应用及工业生产提供指导。

  1. 实验内容
  2. MEP未降解片段的制备和理化性质的研究
    1. MEP的制备

依据已建立的制备工艺,通过微生物发酵和四次反复醇沉获得MEP多糖精品。

    1. MEP的含量测定

中性糖含量分析:硫酸苯酚法,多糖在硫酸的作用下先水解成单糖,并迅速脱水生成糖醛衍生物,然后与苯酚生成橙黄色化合物。再以比色法测定;

酸性糖含量分析:间羟联苯法;

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