第十二章 糖類藥物

糖類藥物

第一節(jié)糖類藥物的類型及生物活性簡介第二節(jié)糖類藥物來源與分離純化第三節(jié)常用糖類藥物的生產(chǎn)工藝第四節(jié)糖類藥物的發(fā)展前景第一節(jié)糖類藥物的類型及生物活性簡介

在細胞表面的大量受體分子幾乎都是糖蛋白或糖脂類，因此糖類作為信息分子，是細胞表面的識別標(biāo)志，參與生物體內(nèi)許多生理和病理過程，如：炎癥反應(yīng)中白細胞和內(nèi)皮細胞的粘連，細菌、病毒對宿主細胞的感染，抗原、抗體的免疫識別等。一、糖類藥物的分類

糖類藥物按其聚合的程度分為單糖、寡糖和多糖等。（1）單糖及其衍生物如葡萄糖、果糖、木聚糖、山梨糖、甘露醇、氨基葡萄糖、6-磷酸葡萄糖、1，6-二磷酸果糖等。（2）寡糖有2～10個單糖以糖苷鍵相連組成的聚合物，如麥芽乳糖、乳果糖、水蘇塘等。（3）多糖有10個以上單糖聚合而成的醛糖或酮糖組成的大分子物質(zhì)，如香菇多糖、右旋糖酐、肝素、硫酸軟骨素、人參多糖和刺五加多糖等。二、糖類藥物的生理活性(1)調(diào)節(jié)免疫功能(2)抗感染作用如甲殼素(3)促進細胞DNA、蛋白合成可促進細胞增殖和生長。(4)抗輻射損傷作用如茯苓多糖、紫菜多糖、透明質(zhì)酸等(5)抗凝血作用如肝素、甲殼素、蘆薈多糖、黑木耳多糖等均具有類似的抗凝血作用。

(6)降血脂、抗動脈粥樣硬化作用如硫酸軟骨素(7)其他作用如：右旋糖酐可以代替血漿蛋白以維持血液滲透壓

第二節(jié)糖類藥物來源與分離純化一、糖類藥物的來源

糖種類繁多，廣泛存在于動物、植物、微生物（細菌和真菌）、海藻中。1.動物糖類動物糖類來源于動物結(jié)締組織、細胞間質(zhì)，是研究最多、臨床應(yīng)用最早、生產(chǎn)技術(shù)最成熟的糖類，重要的有肝素、透明質(zhì)酸和硫酸軟骨素等。

2.植物糖類植物糖類來源于植物的各種組織，從各種中草藥中都可以提取分離出藥用糖類。3.微生物糖類依生物來源分為細菌多糖、真菌多糖和藻類多糖按分泌類型又分為胞內(nèi)多糖和胞外多糖。如香菇多糖、云芝多糖。

二、糖類藥物的理化性質(zhì)

游離單糖及小分子寡糖易溶于冷水及溫乙醇，可以用水或在中性條件下以50％乙醇為提取溶劑，也可以用80％乙醇，在70～78℃下回流提取。溶劑用量一般為材料的20倍，需多次提取。

植物體內(nèi)含有水解多糖及其衍生物的酶，必須抑制或破壞酶的作用后，才能制取天然形式存在的多糖。供提取多糖的材料必須新鮮或及時干燥保存，不宜久受高溫，以免破壞其原有形式，或使多糖受到內(nèi)源酶的作用而分解。速凍冷藏是保存提取多糖材料的有效方法。

提取方法依照不同種類的多糖的溶解性質(zhì)而定。昆布多糖、果聚糖、糖原易溶于水殼多糖與纖維素溶于濃酸直鏈淀粉易溶于稀堿酸性黏多糖常含有氨基己糖、己糖醛酸以及硫酸基等多種結(jié)構(gòu)成分，且常與蛋白質(zhì)結(jié)合在一起，提取分離時，通常先用蛋白酶或濃堿、濃中性鹽解離蛋白質(zhì)與糖的結(jié)合鍵后，用水提取，再將水提取液減壓濃縮，以乙醇或十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)沉淀酸性多糖，最后用離子交換色譜法進一步純化。三、糖類藥物的分離純化

1.單糖、低聚糖及其衍生物的分離純化

一般提取流程：粉碎植物材料，乙醚或石油醚脫脂，拌加碳酸鈣，以50%乙醇溫浸，浸液合并，于40～45℃減壓濃縮至適當(dāng)體積用中性醋酸鉛去雜蛋白及其他雜質(zhì)，鉛離子可通H2S除去，再濃縮至黏稠狀以甲醇或乙醇溫浸，去不溶物(如無機鹽或殘留蛋白質(zhì)等)醇液經(jīng)活性炭脫色，濃縮，冷卻，滴加乙醚，或置于硫酸干燥器中旋轉(zhuǎn)，析出結(jié)晶單糖或小分子寡糖也可以在提取后，用吸附層析法或離子交換法進行純化。

2.多糖的分離與純化

多糖藥物的原料來源和性質(zhì)各不相同，因此常選用不同的分離方法。常規(guī)的分離法包括提取、除脂、脫色、除蛋白、醇沉淀、柱分離純化、透析等基本步驟。許多植物的種子或動物樣品中需去脂溶性雜質(zhì)；用85%乙醇可除去單糖、低聚糖等干擾成分；含色素較高的植物根、莖、葉、果實等需先進行脫色處理。（1）多糖的提取提取多糖時，一般需先進行脫脂，以便多糖釋放。方法：將植物材料粉碎，用甲醇或乙醇一乙醚(1︰1)混合液，加熱攪拌溫浸1～3h，也可用石油醚脫脂。動物材料可用丙酮脫脂、脫水處理。

①熱水提取

適用于難溶于冷水和乙醇，易溶于熱水的多糖。提取時材料先用冷水浸泡，再用熱水(80～90℃)攪拌提取，提取液除蛋白質(zhì)，離心，得清液。透析或用離子交換樹脂脫鹽后，用乙醇沉淀的多糖。

②稀堿液提取

主要用于難溶于冷水、熱水、可溶于稀堿的多糖。此類多糖主要是一些膠類。如木聚糖、半乳聚糖等，提取時可先用冷水浸潤材料，使其溶脹后，再用0.5mol/LNaOH提取，提取液用鹽酸中和、濃縮后，加乙醇沉淀多糖。如在稀堿中不易溶出者，可加入硼砂，如甘露醇聚糖、半乳聚糖等能形成硼酸配合物，用此法可得到相當(dāng)純的產(chǎn)品。

③黏多糖的提取

大多數(shù)黏多糖可用水或鹽溶液直接提取，但因大部分黏多糖與蛋白質(zhì)結(jié)合于細胞中，需用酶解法或堿解法裂解糖一蛋白間的結(jié)合鍵，促使多糖釋放。（2）多糖的純化

①乙醇沉淀法

乙醇沉淀法是制備黏多糖的最常用手段。乙醇的加入，改變了溶液極性，導(dǎo)致糖溶解度下降。

一般只要黏多糖濃度不太低，并有足夠的鹽存在，加入4～5倍乙醇后，黏多糖可完全沉淀。可以使用多次乙醇沉淀法使多糖脫鹽，也可以用超濾法或分子篩法(SephadxG-10或G-15)進行多糖脫鹽。加完酒精，攪拌數(shù)小時，以保證多糖完全沉淀。沉淀物可用無水乙醇、丙酮、乙醚脫水，真空干燥即可得疏松粉末狀產(chǎn)品。

②分級沉淀法不同多糖在不同濃度的甲醇、乙醇或丙酮中的溶解度不同，因此可在不同濃度的有機溶劑分級沉淀分子大小不同的黏多糖。在Ca2+、Zn2+等二價金屬離子的存在下，采用乙醇分級分離黏多糖可以獲得最佳效果。

③季銨鹽絡(luò)合法

黏多糖與一些陽離子表面活性劑如十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)和十六烷基氯化吡啶(CPC)等能形成季銨鹽絡(luò)合物。這些絡(luò)合物在低離子強的水溶液中不溶解，在離子強度大時，這種絡(luò)合物可以解離，溶解，釋放。使其溶解度發(fā)生明顯改變的無機鹽濃度(臨界鹽濃度)主要取決于聚陰離子的電荷密度。

④離子交換層析法

黏多糖由于具有酸性基團(如糖醛酸和各種硫酸基)，在溶液中以聚陰離子形式存在，因而可用陰離子交換劑進行交換吸附。常用的陰離子交換劑有D254、ECTEO1A-纖維素、DEAE-C、DEAE、SephadexA-25。此外，區(qū)帶電泳法、超濾法及金屬絡(luò)合法等在多糖的分離純化中也常采用。第三節(jié)常用糖類藥物的生產(chǎn)工藝

一、D一甘露醇甘露醇在體內(nèi)代謝甚少，腎小管內(nèi)重吸收也極微，靜脈注射后，可吸收水分進入血液中，降低顱內(nèi)壓，使由腦水腫引起休克的病人神志清醒。用于大面積燒傷及燙傷產(chǎn)生的水腫，并有利尿作用，用以防止腎臟衰竭，降低眼內(nèi)壓，治療急性青光眼，還用于中毒性肺炎、循環(huán)虛脫癥等。(一)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

甘露醇為白色針狀結(jié)晶，無臭，略有甜味，不潮解。易溶于水(15.6g18℃)，溶于熱乙醇，微溶于低級醇類和低級胺類，微溶于吡啶，不溶于有機溶劑。在無菌溶液中較穩(wěn)定，不易為空氣所氧化。熔點166℃，[a]20D+28.6°(硼砂溶液)。

(二)生產(chǎn)工藝

甘露醇在海藻、海帶中含量較高。海藻洗滌液和海帶洗滌液中甘露醇的含量分別為2％與1.5％，是提取甘露醇的重要資源。也可用發(fā)酵法和用葡萄糖電解轉(zhuǎn)化生產(chǎn)。

[中和]上清液海藻或海帶[浸泡提取]自來水浸泡液[凝集黏性物]pH=10～11.8pH=6～7中性提取液[濃縮]110～115℃沉淀物[除雜質(zhì)]乙醇回流粗品甘露醇[精制]H2O，活性炭[干燥]精品甘露醇結(jié)晶甘露醇1．提取法(1)工藝流程(2)工藝過程及控制要點

①浸泡提取、堿化、中和海藻或海帶加20倍量自來水，室溫浸泡2～3h，浸泡液套用作第二批原料的提取溶劑，一般套用4批，浸泡液中的甘露醇含量已較大。取浸泡液用30％NaOH，調(diào)pH值為10～11，靜置8h，凝集沉淀多糖類黏性物。虹吸上清液，用50％H2SO4中和至pH=6～7，進一步除去膠狀物，得中性提取液。

②濃縮、沉淀

沸騰濃縮中性提取液，除去膠狀物，直到濃縮液含甘露醇30％以上，冷卻至60～70℃趁熱加入2倍量95％乙醇，攪拌均勻，冷至室溫離心收集灰白色松散沉淀物。樣品重溶于適量蒸餾水中，加入1/8～1/10活性炭，80℃保溫3.5h，濾清。清液冷卻至室溫，結(jié)晶，抽濾，洗滌，得精品甘露醇。③干燥結(jié)晶

甘露醇于105～110℃烘干。④包裝檢驗

Cl-合格后(Cl-<0.007％)進行無菌包裝，含量98％～102％。米曲霉菌種[斜面培養(yǎng)]30～32℃，4～5d斜面菌種[種子培養(yǎng)]31℃，20～24h種子培養(yǎng)液[發(fā)酵]