壳寡糖，氨基葡萄糖及其衍生物的抗氧化功能研究
机体在细胞有氧代谢过程中不断的产生自由基。在正常生理条件下，自由基不断的被清除。体内抗氧化防御体系包括酶解和非酶解两种机制。当异源性药物、毒物在体内的代谢过程中产生活性中间代谢产物，导致活性氧的过量产生，或者机体的防御体系受到损伤时，就会导致活性氧化应激状态。大量的研究资料表明氧化应激与很多疾病的发生密切相关。因此抗氧化剂及其作用机制的研究在医学上具有重要意义。还原型谷胱甘肽是机体最重要的非酶抗氧化剂，维持谷胱甘肽含量的稳态在很多病理过程中具有重要意义。L-半胱氨酸是提高GSH含量的主要途径，但是L-半胱氨酸在一定浓度时具有毒性而且容易被氧化，L-半胱氨酸前体化合物是有效的提高促进GSH合成，治疗氧化应激有关的疾病的有效手段。噻唑啉糖衍生物是L-半胱氨酸与糖类分子中的羰基缩合形成的环状化合物，它在体内能够通过非酶的水解反应释放出L-半胱氨酸，促进GSH的从头合成，提高GSH的含量，保护机体，具有广泛的生物学、医学功能。
壳寡糖是通过甲壳素脱乙酰得到的，它具有生物相容性、可降解性、无免疫原性、无毒和易吸收等特点，在药物学，食品等领域具有非常广泛的应用。近年来壳寡糖抗氧化功能的研究备受关住，但是在这方面的研究还不多，对其抗氧化机制尚未充分研究，而且关于壳寡糖降解产生的单糖－氨基葡萄糖的抗氧化功能，目前国内外尚未见报导。本实验利用L-半胱氨酸和氨基葡萄糖，N-乙酰氨基葡萄糖制备了两种新的噻唑烷酸糖衍生物(GlcNH2Cys，GlcNAcCys)，对其熔点、比旋光、IR波谱和1H-NMR波谱进行了测定，结合两种已见报道合成的噻唑烷酸糖衍生物(GluCys，GalCys)的结构，比较并得出其结构为噻唑啉羧酸结构。
本实验通过体外、体内实验研究壳寡糖，氨基葡萄糖及其衍生物的抗氧化、肝保护功能。利用体外试验方法研究了氨基葡萄糖及其衍生物的自由基清除能力，还原力，金属络合能力以及对羟自由基诱导的生物大分子如脂类、脱氧核糖和蛋白质的氧化性损伤的保护作用。利用四氯化碳/扑热息痛诱导的小鼠肝毒性模型研究了壳寡糖，氨基葡萄糖及其噻唑烷酸衍生物的抗氧化、肝保护功能。紫外照射与氧化应激密切相关。利用紫外照射诱导的肝脏亚细胞结构－线粒体/核仁中脂类、DNA的氧化性损伤，研究了GlcNAcCys的防辐射功能。
试验结果表明氨基葡萄糖及其噻唑烷酸衍生物具有体外抗氧化活性。它们能够直接清除羟自由基、超氧阴离子自由基，具有很强的还原力，能够保护脱氧核糖、脂类和蛋白质生物大分子的氧化性损伤。小鼠提前12天连续灌胃给与壳寡糖及其衍生物(1.5g/kgbodyweightperday)能够保护四氯化碳诱导的肝损伤，有效降低血清中转氨酶的活性，抑制肝脏中脂类过氧化产物－丙二醛的含量，提高肝脏中巯基的含量和肝脏总抗氧化能力。壳寡糖及其衍生物还能够诱导肝脏中金属硫蛋白的表达，提高机体抗氧化防御能力，但是不能抑制四氯化碳诱导的DNA的氧化性损伤。高剂量的扑热息痛会导致肝脏中谷胱甘肽含量的急剧降低，其代谢产生的自由基和活性中间代谢产物会进一步导致肝毒性。在扑热息痛损伤30min后腹腔注射噻唑烷酸糖衍生物(GlcNH2Cys和GlcNAcCys，800mg/kgbodyweight)能够发挥有效的保护肝脏，表现在血清中酶活性的降低，肝脏中巯基含量和总抗氧化能力的升高，和丙二醛含量的降低。GlcNAcCys能够抑制紫外照射诱导的线粒体/核仁中脂类过氧化，具有防辐射功能。
总之，本研究结果表明壳寡糖，氨基葡萄糖及其噻唑烷酸衍生物具有很好的体外、体内抗氧化功能，提示它们能够治疗与氧化应激有关的疾病。本研究为进一步研究、开发壳寡糖在生物、医学、营养学领域的应用提供理论基础。
壳寡糖;氧化应激;抗氧化剂;噻唑啉-4(R)-羧酸;谷胱甘肽;氨基葡萄糖;生物化学
中国海洋大学
博士
生物化学
刘万顺
2005
中文
Q533;TS103.843;Q503
115
2006-07-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）