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甘油糖脂是自然界中广泛存在的一类具有明显的抗病毒、抗肿瘤、抗菌、抗炎、抗氧化等生物活性的物质。尤其是其抗肿瘤活性引起了人们的广泛关注。但是天然提取得到的甘油糖脂数量有限,含量少,纯度低；化学合成或化学酶法合成甘油糖脂步骤繁琐,条件苛刻,立体选择性和区域选择性差,副产物多；难以准确全面地反映甘油糖脂与活性之间真正的构-效关系。本研究旨在建立一种简单、高效的半乳糖基甘油脂酶法合成途径,并对合成半乳糖基甘油脂的抗肿瘤活性进行研究。主要研究内容如下：1.以甘油和半乳糖为原料,β-半乳糖苷酶[Kluyveromyces lactis)为催化剂催化反应,合成半乳糖基甘油。对反应过程中的多种影响因素进行研究(半乳糖苷酶添加量、反应时间、底物摩尔比、温度、缓冲液比例、缓冲液pH等),然后在单因素实验基础上,利用Design Expert统计分析软件,通过响应曲面法对影响反应较大的四个因素(底物摩尔比率、酶浓度、反应温度、反应时间)进行优化,评价指标为半乳糖基甘油的产量及半乳糖转化率。得到最优反应条件为：温度39.75℃,反应时间48 h,酶浓度为350 U/mL,底物摩尔比为8.65：1,即甘油为16 mmol,半乳糖为1.85 mmol,在此条件下得到最高产量为140.03±5.87 mg/mL,半乳糖转化率为55.71±2.33%,与预测值接近,而且产量比单因素实验(116.47±3.56 mg/mL)提高了20.22%。2.使用颗粒活性炭对半乳糖基甘油进行纯化。首先通过静态吸附实验确定了最佳初始吸附浓度为56.77 mg/mL,平衡吸附时间为1 h,最适吸附温度为20℃。用伪一级动力学模型、伪二级动力学模型及颗粒内扩散模型对吸附过程进行拟合,结果表明伪二级动力学可以良好的描述活性炭对半乳糖基甘油的吸附过程,其表观活化能Ea为62.58 kJ/mol,小于83.72 kJ/mol,表明该吸附过程为物理吸附。吸附过程焓变ΔH为-8.58 kJ/mol小于零,熵变ΔS为22.48 J/mol·K大于零,说明吸附过程为熵增加的放热过程,吉布斯自由能△G小于零,说明该吸附过程可自发进行。随后在静态吸附基础上进行动态柱实验,研究初始上样浓度、上样流速对半乳糖基甘油分离纯化的影响,确定在浓度为21.46 mg/mL、流速为2.0 mL/min时,活性炭穿透容量为122.62 mg/g(半乳糖基甘油/活性炭)。然后通过梯度洗脱对目标产物进行纯化,3%乙醇水溶液洗脱过量的底物甘油和半乳糖,收集9%乙醇水溶液洗脱液组分,经旋转蒸发和冷冻干燥后得到半乳糖基甘油纯品,回收率为76.95%,纯度为98.33%。采用多种MS及NMR方法对纯品进行结构鉴定,得到半乳糖基甘油的分子量为254,结构为关于甘油2-位的顺反异构体：(2R)-/(2S)-3-O-β-D-吡喃半乳糖基-sn-甘油,两种同分异构体的比例为1：1。得到的产品可以用于后期半乳糖基甘油脂的合成。3.以正己酸和实验室自制的半乳糖甘油为原料,以脂肪酶Novozyme 435为催化剂催化反应,合成半乳糖基甘油己酸单酯及二酯。之后进行一系列的单因素实验,研究多种因素对脂肪酶催化合成半乳糖基甘油己酸酯的影响,从而得到较为合理的反应条件：丙酮为溶剂,Novozyme 435的添加浓度为20mg/mL)反应时间为10.5 h,反应温度为50℃,底物摩尔比为1：18(糖苷：己酸),糖苷转化率为86.82%。通过萃取和硅胶柱层析来纯化产物,首先采用等同比例的氯仿和水对样液进行萃取,得到水相浓缩液和氯仿相浓缩液分别过硅胶柱层析,以氯仿：甲醇(体积比为9：1)进行洗脱,水相物质为单酯产物,氯仿相物质为二酯产物,经HPLC-ELSD检测纯度在95%以上。随后通过MS及NMR方法对产品结构进行鉴定,得到半乳糖基甘油己酸单酯的分子量为352,结构为1-O-己酰基-3-O-p-D-吡喃半乳糖基甘油和3-0-(6’-O-己酰基-p-D-半乳糖基)-sn-甘油两种。得到的半乳糖基甘油己酸二酯的分子量为450,结构为1-O-己酰基-3-O-(6’-O-己酰基-p-D-吡喃半乳糖基)-sn-甘油。4.基于半乳糖基甘油己酸酯的合成方法,进一步合成多种半乳糖基甘油脂：C6、C10、C12、C16、C18、C18:1、C18:2、C18:3的单酯和二酯产物；.并分别对上述产物进行分离纯化。经HPLC-ELSD检测纯度大于95%,采用MS鉴定其分子量。随后将含有不同脂肪酸链的半乳糖基甘油脂作用于人正常细胞293T和肿瘤细胞A549、BGC-823、HepG2、MCF-7,进行体外抗肿瘤实验。结果表明,半乳糖基甘油脂的脂酰基链对其活性影响很大,随着酯酰基链长的增加,半乳糖基甘油脂活性增强；相同酯酰基链长时,随着酯酰基链不饱和度的增加,半乳糖基甘油脂活性增加；具有相同脂酰基链的甘油糖脂,其二酯活性大于单酯的产物；在上述17种物质中(包括半乳糖基甘油),半乳糖基甘油癸酸单／二酯(C10)、棕榈酸单/二酯(C16)对肿瘤细胞抑制作用的特异性较高,是具有应用潜力的新型抗肿瘤药物。