大环糊精的结构和包埋性质研究进展.pdf

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1、第lO期化学世界大环糊精的结构和包埋性质研究进展李学红．刘延奇．安广杰(郑州轻工业学院食品与生物工程系，河南郑州450002)摘要：大环糊精是一类由9个及以上葡萄糖残基连接而成的环状麦芽聚糖，与三种常见环糊精(a-CD、CD和CD)相比，由于其分子环的尺寸较大，其结构和性质也表现出不同特性。将从结构和包埋能力两个方面对大环糊精的最新研究进展进行概述。关键词：大环糊精；结构；包埋；性质；进展中图分类号：O629．12文献标志码：A文章编号：0367-6358(2010)l0-0629-04ResearchAdvanceinStructure，Complexa

2、tionFormingAbilityofLargeCyclodextrinsLIXue-hong，LIUYan-qi，ANGuang-jie(Depn，nP九￡。fFo。d口dBioenginPerg，ZhPg^。“Uftrfj，o，LightInd靠，，H嗍Zheg。“450002，Chi口)Abstract：Largecyclodextrinsarecyclicmalto—glucanswithadegreeofpolymerisationmorethaneight．Comparedwiththecommomcyclodextrinsof口一CD、J争

3、CDand7-CD,largecyclodextrinshavenewstructuralfeaturesandpropertiesduetotheirlargercavities．Thisreviewsummarisesthestudiesoflargecyclodextrinsfromtheaspectsofstructureandcomplexformingability．Keywords：largecycloextrins；structure；complex；properties；advance大环糊精是由环糊精糖基转移酶等4-a一糖基转不断深入，

4、其在食品和医药等领域显示出巨大的应移酶作用于淀粉产生的一类由9个及以上葡萄糖残用潜力。本文从大环糊精的结构和包埋性质方面对基连接而成的环状麦芽聚糖的总称，1948年首次由其最新研究进展进行概述。Freudenberg发现并报道。在以后的几十年中，陆1大环糊精的结构续有新的不同聚合度(Degreeofpolymerization，三种常见环糊精的立体结构已经广为人知[3]，DP)的大环糊精被制备出来，到目前为止，已有高达而大环糊精由于水溶性高，分离纯化比较困难，对其数百聚合度的极大环糊精被发现并证实[1]。与三种结构的了解还很有限。常见环糊精(a-CD、CD

5、和CD，DP分别为6．7和1．1大环糊精CDg、CD。、CD。和CD的晶体结构8)相比，大环糊精分子环径增大，其结构和性质也表在数目众多的大环糊精中有四种大环糊精在现出新特性。例如，大环糊精通常具有很高的水溶水中的溶解度相对较低，它们的聚合度分别为9性，水溶液透明且粘度很低；大环糊精生物学特性类lO、14和26(即CDg、CDlo、CDl4和CDz，相应的溶似于淀粉，安全无毒[2；另外，大环糊精的大环结构解度分别为8．19g／lO0mL、2．82g／100mL、2．3O还显示独特的包埋性能等，如大环糊精可以包埋一g／lO0mL和22．4g／100mL)，由

6、于分离纯化相对些高分子化合物等。因此，随着对大环糊精研究的容易，目前已获得了这四种大环糊精纯的结晶体，利收稿日期：20i0—03—02；修回日期：2010—06—30基金项目：郑舟{轻工业学院博士基金项目(2o07BSJJ)作者简介：李学红(1969~)，女，副教授，博士，主要从事碳水化合物工程领域研究。E—mail：em191i@yahoo．com．cn化学世界用x一衍射方法对其晶体结构进行解析，由此得到了相应的结构信息]。研究结果显示，相比于三种常见环糊精，这四种大环糊精环的立体结构发生了不同程度的变形。CD。外观呈现椭圆形船的形状，内部空腔被拉成狭长

7、形；CD。和CD结构的变形更大，内部空腔形成鑫穆静CD2sCD27狭窄的沟槽状。CD。的结构相对紧密，由两个反平行左手单螺旋组成双环，类似于“。。”形状，包含两个类似空腔，空腔直径与a—CD接近，纵深类似“V”形隧道如图1所示；值得特别注意的是，CD，。中G3和G4的连接、CD中G1和G7的连接是反式的(即相邻两个吡喃葡萄糖的伯羟基与仲羟基不在大环的同一侧)，形成局部的“带状下垂”结构，由氢键来维持移翰转稳定(图2所示)。CD。结构中含两个“带状下垂”结CD28CD29CD30构，而每个螺旋则由6个葡萄糖单元组成]。图3几种大环糊精立体结构的动力学模拟图体

8、分子与CD。进行包埋，发现只有药物Digoxin和Spironol