人参(Panax ginseng C.A.Meyer)为五加科人参属的名贵药用植物,具有缓解压力、消除疲劳、抗老化、降低血糖水平、调节免疫力等功效。多糖是人参的主要活性成分之一,包括中性多糖和人参果胶两大类。我们实验室一直致力于人参果胶的结构与活性关系的研究,实验室早期从人参果胶中分离纯化出一种RG-I型果胶RG-I-4,并证明其是Galectin-3的高效抑制剂,为抗肿瘤药物的研发奠定基础。但是目前缺乏对RG-I-4精细结构的分析,限制了RG-I-4构效关系的研究。因此,我们设计了本课题的研究内容,对RG-I-4的精细结构进行深入研究,具体研究结果如下:采用热水煮提、乙醇醇沉的方法得到人参水溶性总多糖WGP,采用DEAE-纤维素离子交换层析柱分级,得到人参果胶WGPA。利用果胶酶Endo-PG对人参果胶WGPA进行酶解,产物结合DEAE-Sepharose Fast Flow离子交换柱和Sephacryl-100凝胶层析柱进行纯化,得到人参果胶级分RG-I-4,其相对于WGPA的得率为2.0%。RG-I-4的分子量为80 KDa,单糖组成中Gal A:Gal:Rha:Ara:Glc:GlcA:Man的比例为28.7:24.9:20.4:20.5:1.4:1.3:0.7,其中Rha/GalA的值为0.71。Galectin-3介导的红细胞凝集实验结果表明RG-I-4对Galectin-3具有抑制活性,最小抑制浓度为0.25μg/mL;生物膜干涉实验表明RG-I-4可与Galectin-3结合,解离常数KD值为59.6 nM,与实验室前期结果一致。为了阐明RG-I-4的结构特征,对其进行高碘酸氧化和Smith降解、甲基化分析、红外光谱和核磁共振波谱分析。分析表明:RG-I-4的主链具有经典RG-I结构特征,以[→4)-α-D-GalA-(1→2)-α-L-Rha-(1→]二糖单位作为主链,主链中Rha的分支度为30%,以AG-I、AG-II、β-1,4-Galactan和α-1,5-Arabinan作为侧链。通过酶解将RG-I-4降解为大小不同的片段,并通过Galectin-3介导的红细胞凝集实验和生物膜干涉实验,对RG-I-4及其还原产物RG-I-4-Re以及其酶解片段进行与半乳凝集素-3相互作用的研究。结果表明,还原前后RG-I-4活性几乎没改变,说明主链中GalA还原为Gal,使RG-I-4中Gal含量升高,并不影响RG-I-4与Galectin-3的相互作用。分子量大小是影响RG-I-4活性的重要因素,分子量小于6.9 KDa的RG-I-4片段活性较弱。支链的长短对结构RG-I-4活性有一定影响,侧链较长的RG-I-4酶解片段活性相对较高。