糖工程与糖药物研究生课程建设

糖工程与糖药物是在“双一流”建设背景下,面向研究生开设的一门多学科前沿交叉课程。经过不断探索和实践,教学团队构建了具有海洋和民族特色的课程知识体系,并灵活运用多种教学新方法,积极推行合作探究式学习模式,加强科教融合和建立多元化考核体系。在强化立德树人教育、课程国际化建设和加强师资团队建设的基础的同时,教学团队构建了“以学生为中心,将教师主导教学和学生主导学习相结合”的“双主导”教学模式。

海洋糖类创新药物研究进展

海洋生物资源作为一种可持续利用的再生性资源,为我们提供了丰富的海洋特征化合物,特别是糖类化合物已经成为寻找和发现海洋创新药物的重要源泉。海洋糖类化合物依据其来源可分为:海洋植物来源、动物来源及微生物来源糖类分子,而不同来源的糖类化合物由于其结构存在较大差异,可被用于不同功能的糖类药物研发。综述了海洋来源糖类化合物的结构与活性特征、修饰与衍生方法以及相关糖类药物研发的最新进展。尽管我国有丰富的海洋生物资源,且在海洋糖药物研发方面走在世界前列,然而目前糖类药物开发仍面临巨大挑战,亟需有效解决糖类先导化合物的作用靶点、作用机制、药代动力学性质以及安全性评价等方面问题,进而建立完善的糖类药物研发技术平台,加快推进我国具有自主知识产权的海洋糖类创新药物的研究与开发。

大鼠肾脏糖胺聚糖的种类及二糖组成分析

采用两步酶解和离子交换色谱从Wistar大鼠肾脏中提取糖胺聚糖,以醋酸纤维素薄膜电泳分析糖胺聚糖种类,以弱阴离子交换色谱分离各种糖胺聚糖。纯化后的糖胺聚糖分别经特定糖胺聚糖酶裂解,采用强阴离子交换高效液相色谱(SAX-HPLC)紫外检测分析其二糖组成。结果表明,Wistar大鼠肾脏糖胺聚糖主要由硫酸乙酰肝素和少量硫酸皮肤素组成。硫酸乙酰肝素含有8种二糖,其中含有乙酰基二糖总含量高达77.6%,非硫酸化二糖(Ⅳ-A)含量为59.7%;硫酸皮肤素含有6种二糖,其中单硫酸化二糖总含量为54.8%,非硫酸化二糖含量为32.9%。

厚叶切氏海带多糖的提取分离及其结构表征

本文以厚叶切氏海带(Kjellmaniella crassifolia)为原料,经提取分离获得4种多糖(KW1,KW2,KA1和KA2)。运用电泳、高效液相色谱(HPLC)、高效凝胶渗透色谱(HPGPC)及核磁共振氢谱(1H-NMR)法分别对其单糖组成、相对分子量(Mr)以及结构进行分析。结果表明,KW1与KA1是Mr为520 kD和430 kD且M/G(6.14和1.90)显著不同的褐藻胶;KW2是以岩藻糖(82%)为主的岩藻糖硫酸酯;KA2是以半乳糖(34%)、岩藻糖(27%)和甘露糖(21%)为主的杂聚硫酸多糖。KW2和KA2的Mr和硫酸基含量分别为536 kD和427 kD及30%和21%。经1H-NMR分析表明,KW2的硫酸酯基主要存在于岩藻糖残基的C2和C4位。

系列ι-卡拉胶寡糖制备及其电喷雾串联质谱序列分析

以ι-卡拉胶为原料,在稀酸条件下进行酸水解得到其寡糖混合物,采用低压凝胶渗透色谱(LPGPC)进行分离纯化,获得了10个寡糖单体.在利用聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)和高效薄层层析(HPTLC)对其纯度进行分析的基础上,通过红外光谱(IR)、核磁共振波谱(NMR)和电喷雾离子化质谱(ESI-MS)对其结构进行表征,并用电喷雾碰撞诱导串联质谱(ESI-CID-MS/MS)对其序列进行分析.结果表明,它们分别是还原端为2-硫酸-3,6-内醚半乳糖(A2S)和非还原端为4-硫酸-半乳糖(G4S)的ι-卡拉胶二至二十糖.这些酸法水解制备的寡糖结构新颖,不同于ι-卡拉胶酶法制备的新ι-卡拉胶寡糖.这不仅丰富了海洋寡糖库数据,也为进一步运用糖生物芯片技术探索其与蛋白之间的相互作用提供了物质基础.

刺松藻水溶性多糖的提取分离及理化性质研究

本文以刺松藻(Codium fragile)为原料,依次经冷水、热水提取,得到2种粗多糖CFC和CFH,经Q-SepharoseFF强阴离子交换色谱分离,分别从CFC和CFH中得到组分CFCP1～P6和CFHP1～P5,并对其理化性质进行了分析。分别运用高效凝胶渗透色谱法(HPGPC)、高效离子色谱法(HPIC)、傅里叶变换红外光谱法(FTIR)对其分子量、单糖组成和结构特征进行了分析。结果表明,刺松藻中多种结构复杂的多糖,CFCP1和CFCP6属于硫酸阿拉伯半乳聚糖,CFCP4和CFHP5属于丙酮酸化的硫酸半乳聚糖,CFHP1和CFHP2分别属于葡聚糖和甘露聚糖。多糖CFCP2、CFHP2和CF-HP3中除了含有半乳糖、阿拉伯糖、葡萄糖和甘露糖外,还含有木糖、鼠李糖和岩藻糖。这些结构特殊的多糖为海洋药物研究与开发提供了良好基础。

珊瑚藻硫酸多糖的提取分离及其结构表征

珊瑚藻(Corallina officinalis)经乙醇脱脂后,再依次经冷水、热水和热碱水溶液提取,从中获得了3种多糖(COW,COH和COA)。运用气相色谱法(GC)、高效凝胶渗透色谱法(HPGPC)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)及核磁共振碳谱(13C-NMR)等方法对其单糖组成、重均分子量以及结构进行了表征。结果表明:COW与COH均由半乳糖(Gal)和3,6-内醚-半乳糖(AnG)组成,COA则主要由葡萄糖(Glu)组成;3种多糖的相对分子量分别为24.6,28.4和15.8 kD;硫酸基含量分别为19.0%,15.5%和12.6%。经FTIR和13C-NMR分析表明,COW和COH均属于含有κ-卡拉胶和硫琼胶的杂聚糖,COA为6-硫酸-α-1,4-葡聚糖。

海萝藻(Gloiopeltis furcata)多糖的提取分离及其结构表征

以海萝藻(Gloiopeltis furcata)为原料,依次经冷水、热水和热碱溶液提取,从中获得了3种多糖(GFW,GFH和GFA),其得率分别为57.9%,2.5%和2.6%。运用气相色谱法(GC)、高效凝胶渗透色谱法(HPGPC)、红外光谱(IR)及核磁共振碳谱(13C-NMR)等方法对其单糖组成、分子量以及结构进行了分析。结果表明,GFW和GFH都只含有D-半乳糖(Gal)和3,6-内醚-L-半乳糖(AnG),而GFA除了含有Gal和AnG外,还有木糖;3种多糖的分子量分别为22.6 kD,26.5 kD和49.8 kD;硫酸基含量分别为31.2%,25.1%,22.7%。IR和13C-NMR数据均表明其硫酸基在半乳糖残基C6位。结论:海萝藻中多糖均为硫酸多糖,其中2种为硫琼胶,另一种为含有木糖的硫酸半乳聚糖。

高古罗糖醛酸含量的萱藻(Scytosiphon lomentarius)多糖细微结构研究

将青岛产幼生和成熟期萱藻(Scytosiphon lomentarius)提取分离得到多糖,经1H-NMR分析,表明其为高古罗糖醛酸含量的褐藻胶,在对其G/M值分析基础上,进一步对其二糖嵌段FMM,FMG,FGM,FGG和三糖嵌段FGGG,FGGM,FMGM,FMGG含量进行了比较分析。结果表明,幼生和成熟期萱藻除了总糖含量不同外,其褐藻胶细微结构也有显著差别。幼生与成熟期萱藻中G/M分别为4.34和7.14,FGG含量分别为73%和84%,FGGG含量分别为68%和81%。成熟期萱藻中高含量多聚古罗糖醛酸是一种值得开发的多糖资源。

一种水不溶灰树花菌丝体多糖(GF4A)硫酸酯化研究

以灰树花发酵菌丝体水不溶性多糖GF4A为原料,以三氧化硫三甲胺盐(SO3.Me3N)为酯化试剂,探讨了GF4A的硫酸酯化工艺。实验结果表明,当三氧化硫与GF4A中单糖摩尔比为5.8∶1、反应温度为80℃、反应时间6 h时,所得酯化产物(SGF4A)水溶性好、产率高。该产物硫酸酯取代度为1.6,相对分子质量为88 kD。通过红外光谱及核磁共振碳谱分析表明,糖残基中所有C-6羟基以及部分C-4和C-2位羟基被酯化。体外实验表明,SGF4A具有较好的抗凝活性。

κ-卡拉胶固相酸降解及其寡糖结构分析

以κ-卡拉胶为原料,采用正交实验法建立了1种固相酸降解制备κ-卡拉胶寡糖方法。结果表明,当阳离子交换树脂(732#)用量为100 mg/mL、κ-卡拉胶的质量浓度为3%时,在60℃下降解3 h后,寡糖分布宽度较窄,经PAGE和电喷雾离子化质谱(ESI-MS)分析,表明所得寡糖为聚合度小于25的系列奇数寡糖。

与2型糖尿病相关糖复合物中糖链结构变化

2型糖尿病是一种全球性严重危害人类健康的慢性代谢性疾病.在2型糖尿病患者和动物的血液、尿液及受损组织中,糖链的结构均发生了不同程度的变化.本文对近年来有关2型糖尿病发生、发展过程中糖蛋白、蛋白聚糖和糖脂中糖链的结构变化进行综述,为2型糖尿病的诊断及其相关药物的研发提供有用的参考.

5-羟基川陈皮素对肿瘤细胞糖胺聚糖含量和结构的影响

糖胺聚糖(GAGs)位于细胞膜及胞外基质,它通过与多种生长因子受体结合来介导细胞内的信号转导,进而调控细胞的增殖与分化。研究表明,GAGs结构或含量变化在肿瘤发生和发展中发挥了重要作用。黄酮类化合物可影响肿瘤细胞表面GAGs合成,前期研究发现,5-羟基川陈皮素(5HPMF)可通过干预细胞内多种信号通路进而抑制肺癌和结肠癌细胞增殖,然而,5HPMF如何影响GAGs结构和含量的变化进而介导信号转导通路的机制还不清楚。基于此,本研究利用BaF3细胞模型,流式细胞仪及HPLC技术,首次探讨了5HPMF对肺癌和结肠癌细胞GAGs含量和结构的影响。结果表明,来源于HT29和A549细胞的GAGs可增强FGF1介导的BaF3细胞生长而5HPMF(10μmol·L-1)则显著地抑制其生长作用,且5HPMF可显著地降低HCT116和A549细胞表面FGF2或FGF8介导的GAGs·FGF·FGFR三元复合物的荧光强度,但是5HPMF对GAGs中葡萄糖胺和半乳糖胺的含量及两者比例无明显影响,由此可推断5HPMF可能通过影响肺癌和结肠癌细胞表面GAGs结构而介导细胞内部信号转导。本研究为进一步探讨5HPMF对肺癌和结肠癌细胞表面GAGs二糖结构的变化与活性之间的相关性奠定了实验基础。

4种海蕴多糖的提取分离及理化性质

以海蕴（Nemacystus decipiens）为研究对象,经85%乙醇脱脂后,通过热水和2%碳酸钠提取并结合乙醇分级法获得了4个多糖组分（NW1-2和NA1-2）。运用HPIC、HPGPC及红外光谱（IR）等方法对其单糖组成、相对分子量以及基本结构特征进行了比较。结果表明,NA1是褐藻胶,经1H-NMR分析,其M/G为0.34。NA2及NW1-2均属于岩藻聚糖硫酸酯,且岩藻糖含量均达80%以上。NW1和NW2中岩藻糖（Fuc）、葡萄糖（Glc）、半乳糖（Gal）、木糖（Xyl）和鼠李糖（Rha）摩尔比分别为100∶5∶3∶16∶1和100∶5∶4∶4∶1。NA2中不含葡萄糖,其Fuc、Gal、Xyl和Rha摩尔比为100∶13∶1∶2。多糖NW1-2和NA1-2的相对分子量分别为939.8,1001,223.6和402.3 kD。

爆发期条浒苔多糖的提取分离及其理化性质研究

目的从爆发期条浒苔中提取、分离多糖并对其理化性质进行研究。方法对干燥后的条浒苔乙醇脱脂后采用热水和热碱提取,得到了两种条浒苔粗多糖ECP1和ECP2,通过Q-Sepharose FF阴离子交换柱进一步分级,分别从ECP1和ECP2中得到ECP1A～F和ECP2A～F共12种多糖组分。采用高效凝胶渗透色谱法(HPGPC)分析多糖相对分子质量,并用高效离子色谱(HPIC)法分析各组分单糖组成。结果热水和热碱提取粗多糖得率分别为34.87%和14.77%,粗蛋白含量分别为0.39%和1.17%。单糖组成分析表明,多数组分中有高含量的鼠李糖以及不同含量的岩藻糖,葡萄糖,木糖,半乳糖和糖醛酸。ECP1E～F和ECP2E～F中含有较多的葡萄糖醛酸,而ECP1B～D及ECP2D中则含有较多的艾杜糖醛酸。ECP1A、ECP1E和ECP1F以及ECP2A、ECP2E和ECP2F的相对分子质量分别为604、311、45、274、106和277kD;硫酸基含量分别为3.67%、30.39%、17.11%、0.3%、27.63%和15.89%。结论爆发期条浒苔中多糖含量高、蛋白含量低,除了含有鼠李糖和葡萄糖醛酸外,还含有少见的艾杜糖醛酸,尤其不含甘露糖,表明其与常规条浒苔多糖明显不同,是一类值得开发的新多糖资源。

海茸多糖的分离纯化与结构表征

目的从海茸(Durvillaea antarctica)中提取分离多糖并对其结构进行表征。方法采用冷水提取,然后用离子交换色谱柱分离纯化得到多糖HRC0和HRC1,用高效凝胶渗透色谱法(HPGPC)测定相对分子质量,用高效液相色谱法(HPLC)测定单糖组成,红外光谱(IR)和核磁共振波谱法(~1H-NMR,^(13)C-NMR)对其化学结构进行表征。结果 HRC0是一种相对分子质量为127.9 kD的线型β-1,3-葡聚糖;HRC1是一种相对分子质量为208.1 kD,且甘露糖醛酸含量高达83%的褐藻胶。结论海茸冷水提取物中主要是β-1,3-葡聚糖和高甘露糖醛酸含量的褐藻胶。

不同来源麒麟菜多糖的提取分离和结构比较

目的从不同来源麒麟菜中提取分离多糖,分析其理化性质,比较其结构差异。方法将6种麒麟菜依次采用冷水和80℃热水提取,提取液经乙醇沉淀、透析及浓缩冻干后获得麒麟菜多糖;分别采用硫酸-苯酚法、Folin-酚法、离子色谱法(IC)、高效液相色谱法(HPLC)等对其总糖、蛋白质、硫酸根含量、分子质量和单糖组成等理化性质进行分析,并采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)和核磁共振碳谱(^(13)C-NMR)对其结构进行比较。结果从6种麒麟菜中提取获得12种硫酸多糖,其总糖、蛋白质和硫酸根含量分别在55%~75%、2.4%~8.9%和19.9%~35.1%之间,多糖分子量在238~861kDa之间。单糖组成分析表明,各多糖主要由半乳糖以及少量葡萄糖或者木糖组成。EMP-C、EMI-C、EST-C、ESI-C、EDT-C、EST-H、ESI-H和EDT-H主要为ι-卡拉胶,EMP-H和EMI-H主要为κ-卡拉胶,EGH-C主要为γ-卡拉胶,含有少量κ-卡拉胶,EGH-H除含有ν-卡拉胶外,尚有少量κ-卡拉胶。结论不同来源麒麟菜多糖的结构不同,为不同结构卡拉胶藻源的选择提供了重要参考。

κ-卡拉胶寡糖脂的合成及其结构鉴定

以κ-卡拉胶为原料,通过稀酸降解并结合柱层析分离得到5个寡糖单体,经还原胺化法将其与二棕榈酸酯磷脂酰乙醇胺(DPPE)偶联首次获得了5个拟糖脂.应用高灵敏电喷雾离子化碰撞诱导解离串联质谱(ESI-CID-MS/MS)技术确定了其序列,证明其分别为κ-卡拉胶三糖脂、五糖脂、七糖脂、九糖脂和十一糖脂.该研究结果为硫酸寡糖脂的合成提供了参考方法,尤其为寡糖生物芯片的制备以及深入开展寡糖与蛋白相互作用研究提供了基础.

吉非替尼合成方法改进

本文报道一条简单有效的合成吉非替尼的工艺路线。以3-羟基-4-甲氧基苯甲醛为起始原料,将其醛基转化为氰基后再与N-(3-氯丙基)吗啉缩合,然后依次经硝化、水解、还原、环合等操作得到重要的中间体7,最后经氯化后与3-氯-4-氟苯胺缩合以总收率48%得到吉非替尼。其中对如下过程进行优化:硝化反应后处理改用NaOH中和酸,然后过滤纯化;硝基还原反应改用甲酸铵、Pd/C的催化的条件;环合反应后处理采用蒸馏的方法除去甲酸,这些改进显著提高了反应总收率。

基于液相色谱-质谱联用技术的2型糖尿病小鼠皮肤中糖胺聚糖表达谱分析

2型糖尿病是一种常见的糖尿病,对于糖尿病患者而言,由于身体机能受损导致其伤口不能正常愈合,可能引起严重后果。糖胺聚糖(GAGs)广泛存在于皮肤组织中,由于其糖醛酸C6异构化和不同硫酸基取代,GAGs的结构较为复杂,目前尚未对糖尿病患者皮肤中GAGs的精细结构进行研究。本研究通过液相-质谱联用技术(LC-MS/MS)对链脲佐菌素(STZ)诱导2型糖尿病小鼠皮肤中GAGs精细结构进行表征。动物实验操作均遵循中国海洋大学动物伦理委员会的规定。结果表明,STZ-诱导型糖尿病小鼠皮肤中透明质酸(HA)含量显著低于正常组。糖尿病小鼠皮肤中硫酸软骨素(CS)和硫酸乙酰肝素(HS)含量与正常组虽然没有显著性差异,但是其二糖精细结构含量存在差异。糖尿病小鼠皮肤中CS-4S6S、HS-0S、HS-NS和HS-6S等二糖的表达均显著增多,HS-NS6S显著减少,另外,其HS的硫酸化程度也显著低于正常组。这些结果为糖尿病的病理机制的阐明及糖尿病患者伤口愈合敷料的开发提供了依据。