糖类药物

糖类药物第十六章糖类药物第一节糖类药物概述第二节重要的糖类药物第十六章糖类药物第一节糖类药物概述1.分类2.生理功能3.制备的一般方法第二节重要的糖类药物第十六章糖类药物第一节糖类药物概述第二节重要的糖类药物1.D-甘露醇2.1.6-二磷酸果糖（FDP）3.肝素4.硫酸软骨素（CS）5.透明质酸（HA）6.香菇多糖糖类药物概述糖是机体的组成成分之一，如葡萄糖存在于一切组织中；糖原（又叫动物淀粉）在肝及肌肉中含量最多，如肝糖，约占肝质量的18%；核糖及脱氧核糖是核酸及核蛋白不可缺少的组成成分；细胞间质及结缔组织中含有大量的粘多糖类物质。糖类药物概述近30年来，由于分子生物学的高速发展，糖的诸多生物学功能也被逐步揭示和认识。寡糖不仅以游离状态参与生命过程，而且往往以糖缀合物（糖蛋白、糖脂）的形式参与许多重要的生命活动。糖类药物的分类糖类化合物是指具有多羟基醛或多羟基酮结构的一类化合物，最早叫做“碳水化合物”，因为糖的通式Cx(H2O)y。1.单糖及其衍生物，如葡萄糖、果糖。2.低聚糖（寡糖），如蔗糖、麦芽糖。3.多糖类，如右旋糖酐、淀粉、纤维素。糖类药物的生理功能糖的主要生理功能在于供给机体所需的能量，维持人体的日常劳动、工作以及一切生理活动。同时不少糖类物质及其衍生物具有药用价值糖类药物的生理功能（一）低聚糖的生理功能1．低热值、防肥胖；2．抑制腐败菌生长繁殖；3．增殖作用；4．抗龋齿、抗肿瘤。糖类药物的生理功能（二）多糖类的生理功能1．调节免疫功能和抗肿瘤作用；2．抗感染作用；3．促进细胞DNA、蛋白质的合成；4．抗幅射损伤作用；5．抗凝血作用；6．降血脂，降血胆固醇，抗动脉粥样硬化。糖类药物制备的一般方法（一）单糖及其衍生物的制备用水或在中性条件下以50%乙醇为提取溶剂，也可以用82%乙醇，在70～78℃下回流提取糖类药物制备的一般方法（二）新型低聚糖的生产方法1．多糖分解2．单糖聚合3．糖基转移4．低聚糖异构化5．从植物中提取糖类药物制备的一般方法（三）多糖的分离纯化多糖在细胞内以游离型与结合型两种方式存在。结合型多糖有与蛋白质结合在一起的糖蛋白和与脂类结合在一起的脂多糖。动物来源的多糖以黏多糖为主，黏多糖是一类含有氨基已糖与糖醛酸的多糖，是动物体内的蛋白多糖分子中的糖链部分。糖类药物制备的一般方法1.多糖的提取①难溶于水，可溶于稀碱者。如木聚糖、半乳聚糖等。用冷水浸润材料后，用0.5mol/LNaOH提取。②易溶于热水，难溶于冷水和乙醇的。用热水提取。③粘多糖a.碱解法，多糖与蛋白质结合的糖肽键对碱不稳定，故可用碱解法使糖与蛋白质分开。b.酶解法，逐步代替碱解法成为提取多糖的最常用方法。糖类药物制备的一般方法2．多糖的纯化。①乙醇沉淀法（改变溶液极性、降低溶解度）。②分级沉淀法（根据不同多糖在不同浓度溶剂中溶解度不大，分级沉淀不同分子大小的多糖）。③季胺盐络合法粘多糖与表面活性剂形成络合物。④离子交换层析法粘多糖具酸性基团，可用阳离子交换剂进行交换。糖类药物制备的一般方法3.溶液中多糖浓度的测定(1)蒽酮-硫酸比色法测定含量(2)3,5-二硝基水杨酸比色法测定还原糖(3)苯酚硫酸比色法(4)葡萄糖氧化酶法测定葡萄糖(5)Nelson法糖类药物制备的一般方法4.纯度检查多糖的纯度只代表某一些多糖的相似链长的平均分布,纯度鉴定常用的方法有:(1)常压凝胶层析法(2)高效凝胶渗透色谱法(3)比旋度法(4)超离心法重要的糖类药物－D-甘露醇又名已六醇，白色针状粉末，无臭，略有甜味，不潮解，易溶于水。D-甘露醇－生产工艺：1.提取法：从海藻、海带中提取.D-甘露醇－生产工艺：2.发酵法：从米曲霉液体深层发酵液制取。D-甘露醇－生产工艺：3．电解法：以葡萄糖为原料，经电解、脱盐、精制而得，转化率为98%以上。D-甘露醇－作用与用途：•甘露醇在体内代谢甚少，肾小管内重吸收也极微，静脉注射后，可吸收水分进入血液中，降低颅内压，用于大面积烧伤引起的脑水肿，并有利尿作用，用于防止肾衰竭，降低眼内压，治疗青光眼。1.6-二磷酸果糖（FDP）1，6-二磷酸果糖是果糖的1，6-二磷酸酯，其分子形式有游离酸FDPH4与三钠盐FDPNa3H1.6-二磷酸果糖（FDP）FDP是葡萄糖代谢过程中的重要中间产物，是分子水平上的代谢调节剂。糖代谢的起始阶段，由3个酶促反应组成，使葡萄糖转变为1，6-二磷酸果糖，这也是葡萄糖进入任何代谢途径的起始反应。1.6-二磷酸果糖（FDP）－生产工艺酶转化法：1.6-二磷酸果糖（FDP）－生产工艺固定化细胞制备工艺1.6-二磷酸果糖（FDP）－作用与用途FDP具有促进细胞内高能基团的重建，保持红细胞的韧性及向组织释放氧气的能力，是糖代谢的重要促进剂，用于急性心肌梗塞，心功能不全，冠心病、心肌缺血发作、休克等症的急救药物。1.6-二磷酸果糖（FDP）－作用与用途FDP早在1905年就被发现，近年来又发现了它的许多新的用途，重新引起国内外学者的浓厚兴趣和广泛深入的研究。FDP既有冻干粉剂，供静脉注射，国外还开发了片剂、胶囊、冲剂等口服剂型。也可用于制备营养口服液、牙膏和护肤护发化妆品等。肝素－结构与性质肝素是天然抗凝剂，是一种含有硫酸基的酸性粘多糖，由六糖或八糖重复单位组成链状结构，三硫酸双糖与二硫酸双糖以2:1比例在分子中交替联结。整个分子呈螺旋形纤维状。肝素分子量不均一，由低、中、高三类不同分子量组成，商品肝素至少含有21种不同分子量组成，其分子量从3000到37500，两种不同组成间的分子量差距约为1500～2000，即相当于一个六糖或八糖单位。肝素－结构与性质肝素分子中含有硫酸基与羧基，呈强酸性，为聚阴离子，能与阳离子反应成盐，O-硫酸基对酸水解敏感，与氧化剂反应，可能被降解成酸性产物。N-硫酸基与抗凝血作用密切相关，如遭破坏则其抗凝血活性降低。分子中游离羟基被酯化，如硫酸化，抗凝活性也下降。肝素酶能使肝素降解成三硫酸双糖单位和二硫酸双糖单位。肝素－结构与性质肝素－原料来源肝素广泛分布于哺乳动物的肝、肺、心、脾、肾、胸腺、肠粘膜、肌肉和血里，因此肝素常用猪牛的肠粘膜、牛肺、猪肺提取。硫酸化程度高的肝素，具有较高的降脂活性。从牛肺、羊肠中提取的肝素，硫酸化程度高于从猪肠粘膜中提取的肝素肝素－生产工艺肝素的生产工艺有盐解一离子交换法，盐解一季胺盐沉淀法，酶解一离子交换法等。肝素在组织内和其它粘多糖一起与蛋白质结合成复合物，因此肝素制备过程包括肝素蛋白质复合物的提取、解离和肝素的分离纯化两步骤。肝素－生产工艺1.盐解－离子交换生产工艺肝素－生产工艺1.盐解－离子交换生产工艺(2)工艺过程①提取：碱性食盐热水提取。②吸附：强碱性阴离子树脂。③洗涤：1.4mol/LNaCl洗涤。④洗脱：3mol/LNaCl洗脱。⑤沉淀：乙醇沉淀，丙酮脱水真空干燥得粗品。⑥精制：H2O2（氧化剂）脱色，乙醇沉淀，丙酮脱水，真空干燥即得肝素钠精品。肝素－生产工艺2.酶解－离子交换法肝素－生产工艺2.酶解－离子交换法（2）工艺过程：①酶解：利用胰脏中的胰酶、胰蛋白酶等酶解与肝素结合的蛋白质，使肝素解离释放。②吸附：强碱性阴离子交换树脂。③洗脱：5mol/LNaCl洗脱。3mol/LNaCl洗脱。④沉淀：乙醇沉淀。⑤精制：KMnO4脱色，乙醇沉淀，有机溶剂洗涤。肝素－作用与用途肝素是典型的抗凝血药，用于防治血栓形成和栓塞，保存新鲜血液，小剂量用于防治高血脂症与动脉粥样硬化，心肌栓塞等，亦可用于化妆品。另外肝素除抗凝外，还具有多方面的应用:（1）肝素与常规药物并用治疗不稳定心绞痛，能迅速控制心绞痛，并降低心肌梗塞的发生；（2）肝素和激素联合用药对断指再植有好处。肝素钙早期多采用肝素钠，后来多采用肝素钙。肝素钙可避免由钠盐转变为钙盐过程中，可能引起的血中电解质平衡紊乱，具有稳定、速效、安全、减少瘀点和血肿硬结等优点。肝素钙－制备工艺低分子肝素（LMWH）LMWH是由肝素分级或降解而得，其平均分子量一般小于8000，多数在4000-5000之间。低分子肝素的制备：包括亚硝酸降解、肝素酶降解、过氧化物降解和有机溶剂分级沉淀、凝胶层析分离、亲和层析分离、超滤等。低分子肝素—工艺路线肝素钠降解液反应液小分子肝素粗品小分子肝素精品乙醇还原(NaBH4)沉淀)沉淀降解(NaNO2)沉淀乙醇低分子肝素（LMWH）与普通肝素相比，LMWH具有抗血栓作用强，抗凝活性低、体内半衰期长、皮下注射生物利用度高、副作用小以及使用安全等优点。主要用于预防、治疗冠状血管成形术时血管再狭窄，心肌梗死的形成、并降低死亡率、抑制动脉硬化。肝素能激活抗凝血酶Ⅲ，实现抗凝；LMWH则分子量小，不足以抗凝血酶Ⅲ结合，但对Xa因子抑制作用强，抗血栓作用好。应用LMWH不容易发生血小板减少和出血。硫酸软骨素（CS）商品名为康得灵，是从动物软骨中提取制备的酸性粘多糖，主要是CSA和CSC，其所含的双糖单位是D-葡萄糖醛酸和a-氨基-脱氧D-半乳糖。一般含有50～70个双糖单位，分子量1～3万。硫酸软骨素B不被玻璃酸酶降解，其所含的双糖单位与A、C不同，显色反应也不同，因而早期的“硫酸软骨素B”命名是一个误称，现已改正过来，称为硫酸皮肤素，在皮肤中较多。硫酸软骨素（CS）CS为白色粉末，易溶于水而成粘度大的溶液，不溶于乙醇、丙酮和乙醚等有机溶剂中，其盐对热较稳定，受热80℃亦不破坏。CS广泛存在于动物的软骨、喉骨、鼻骨等中，常与蛋白质结合成蛋白多糖，并与胶原蛋白结合在一起。提取分离方法，有稀碱—酶解法，稀碱—浓盐法、浓碱水解法、酶解一树脂法。硫酸软骨素（CS）－生产工艺稀碱－浓盐法工艺过程：①提取；②盐解；③除酸性蛋白；④乙醇沉淀；⑤干燥。硫酸软骨素（CS）－生产工艺注解：1.稀碱-浓盐提取法，不需酶解和脱色处理，产品色泽洁白，疏松，符合口服标准，操作简便，成本较低，生产周期短。2.提取时间不宜过长，否则蛋白质含量相应增多，影响产品纯度。3.使用碱性浓盐溶液进行提取，可使胶原蛋白-硫酸软骨复合物发生解离，对未解离的复合物部分，在盐解过程中会进一步解离，解离后的蛋白质在高离子强度下沉淀，从而达到分离的目的。硫酸软骨素（CS）－生产工艺稀碱－酶解法工艺过程①提取；②酶解，控制温度在53-54℃，既是酶反应的需要，而且能阻止微生物的生长。应注意避免局部过热影响酶活力；③吸附，活性白土能除去剩余的蛋白质和多肽，活性炭则可脱色、去热原；④沉淀、干燥.硫酸软骨素（CS）－作用与用途CS能增强脂肪酶的活性，使血中乳糜微粒中的甘油三酯分解，还具有抗凝和抗血栓作用。用于冠状动脉硬化、血脂和胆固醇增高，心绞痛，心肌梗塞等症，亦用于化妆品等。将CSA分离出来，效果更好。CSA在生物体内随年龄而发生变化，从出生到老年，其含量逐渐降低，而CSC则增高。透明质酸（HA）酸性多糖，分子量50-200万，为白色、无定形固体，溶于水，粘度较高，不溶于有机溶剂。常用原料有公鸡冠、眼球玻璃体、人脐带、猪皮、兔皮等。透明质酸（HA）－生产工艺透明质酸（HA）－工艺过程与说明选用蒸馏水提取，是为避免硫酸软骨素的污染，便于下步纯化；蛋白酶酶解，切断HA与蛋白质的结合。采用蛋白酶酶解、分级沉淀等温和条件，可保持HA的大分子特性，有效地除去蛋白质和核酸；透明质酸（HA）－工艺过程与说明从公鸡冠提取HA，最高收率可达6%。最好采用生长期在1年以上的公鸡，尤其鸡冠较大的其HA含量较高。另外有报道，开发微生物发酵法生产HA，日本用兽瘟链球菌，经诱变筛选高产突变株，每升发酵液可得5-6g产品。发酵法生产HA是发展的方向。透明质酸（HA）－作用与用途HA在组织中具有强力保水作用，被称为理想的天然保湿因子。还有促进纤维增生，加速创伤愈合作用。作为药物主要用于眼科治疗手术，还用于治骨关节炎。在化妆品中的应用更为