不同分子量龙须菜多糖对草酸钙结晶的调控作用

植物多糖的化学结构与尿液中的结石抑制剂葡胺聚糖相似,有可能用于预防和治疗肾结石.天然多糖由于分子量和分子体积过大,导致其应用受到限制.研究了四种分子量分别为49.6,16.2,8.2和3.8 kDa的降解龙须菜多糖GLP1,GLP2,GLP3和GLP4对草酸钙(CaOx)晶体生长的调控作用.1 H NMR,13C NMR和气相色谱-质谱(GC-MS)谱分析表明四种GLPs由β-D-半乳糖和6-O-硫酸基-3,6-α-L-吡喃半乳糖组成.X射线衍射(XRD)检测表明,在各GLPs存在下,诱导了二水草酸钙(COD)晶体形成,COD的衍射峰出现在晶面间距d=0.617,0.441,0.277和0.224 nm处;而没有多糖存在时只生成一水草酸钙(COM)晶体,COM的衍射峰出现在d=0.593,0.364,0.296和0.235 nm.由于COD比COM更容易排出体外,COD的形成有利于降低结石形成的风险.傅里叶变换红外光谱(FTIR)检测表明,随着GLP分子量减小或GLP浓度增加,草酸根中羧基的不对称伸缩振动νas(COO-)和对称对称伸缩振动νs(COO-)都发生了不同程度的蓝移,其中νas(COO-)从1618 cm-1增加到1642 cm-1,νs(COO-)从1318 cm-1增加到1328 cm-1,即GL P4诱导的全部是COD晶体.扫描电子显微镜(SEM)检测表明,随着GLP分子量减小,不但晶体中COD的比例增加,而且晶体的分散程度增大,晶体更加圆钝.随着GLP分子量减小或GLP浓度增加,其诱导生成的CaOx晶体表面电荷越负,Zeta电位绝对值越大,这有利于抑制晶体的聚集.电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP)检测表明,四种GLPs均可以增加溶液中可溶性Ca2+的浓度,同时减少CaOx沉淀的生成量.在浓度为1.0 g·L-1多糖存在时,上清液中可溶性Ca2+的摩尔浓度分别为:GLP4(37.88μmol·L-1)>GLP3(19.70μmol·L-1)>GLP2(16.05μmol·L-1)>GLP1(10.55μmol·L-1).结果表明,四种GLPs均可以抑制COM生长,诱导COD生成,降低晶体的聚集程度,增加晶体表面的Zeta电位绝对值和溶液中可溶性Ca2+浓度,减少CaOx晶体的生成量,且GLPs的调控活性与其分子量呈负相关.这些结果提示GLPs特别是分子量最小的GLP4有可能是防治CaOx结石的潜在药物.