4.甲基化分析
为了确定糖苷残基的连接模式,对多糖进行了甲基化分析。原始多糖(L01-B1)、降解多糖(L01-B102-I)和还原多糖的甲基化分析结果见表2和图S5,L01-B1和RL01-B1中PMAAs的气相色谱-质谱联用(GC‒MS)谱图见图S6。根据甲基化数据和单糖组成分析结果的结合,L01-B1的主要连接模式如下:1,4-GalpA(11.1%)、1,2-Rhap(5.57%)、1,2,4-Rhap(9.56%)、T-Galp(9.37%)、1,4-Galp(14%)、1,3,6-Galp(6.67%)、1,6-Galp(4.24%)、1,3-Galp(3.22%)、T-Araf(8.83%)、1,5-Araf(21.07%)、1,3,5-Araf(4.97%)和T-GlcpA(1.4%)。与原始多糖的甲基化数据相比,L01-B1中未检测到T-Glcp,而在还原多糖RL01-B1中检测到1.4%的T-Glcp。这一发现表明,原始多糖中的葡萄糖醛酸残基以T-GlcpA的形式存在。此外,比较原始多糖和还原产物的甲基化数据,发现还原产物中1,4-Galp的含量显著增加,表明原始多糖中的半乳糖醛酸残基以1,4-GalpA的形式存在。
与L01-B1相比,L01-B102-I中鼠李糖和半乳糖醛酸的比例增加,同时1,6-Galp的含量增加,而1,4-Galp、1,3,6-Galp和1,3-Galp的含量减少。这些数据表明,主链包含1,6-Galp,并且在C-3位有一些1,6-Galp分支。通过核磁共振(NMR)进一步分析了具体的分支结构。观察到1,2-Rhap的增加和1,2,4-Rhap的减少表明分支连接在1,2-Rhap的C-4位。部分酸水解切断了这些分支,导致1,2-Rhap含量的增加。
这些发现表明,该多糖的主链由1,4-GalpA、1,2-Rhap(或1,2,4-Rhap)和1,6-Galp组成。
5.核磁共振(NMR)分析
通过整合单糖组成、甲基化分析和部分酸水解的结果,对L01-B1及其降解产物L01-B102-I的一维NMR谱图(图2)和二维NMR谱图(图3)进行了分析,并完成了信号归属。
在L01-B1的¹H NMR谱图(图2a)中,异头质子区域的信号分别为:5.30 ppm(T-α-Araf(A)的H-1)、5.22 ppm(1,3,5-α-Araf(C)的H-1)、5.16 ppm(1,5-α-Araf(B)的H-1)、4.70 ppm(T-β-Galp(D)的H-1)、4.55 ppm(1,3,6-β-Galp(F)的H-1)和4.71 ppm(1,4-β-Galp(H)的H-1)。1,3-β-Galp(E)和1,6-β-Galp(G)的H-1信号峰在4.59 ppm处重叠。此外,1,2-α-Rhap(J)和1,2,4-α-Rhap(K)的H-1信号峰在5.30 ppm处重叠。5.08 ppm和4.69 ppm处的信号分别归属于1,4-α-GalpA(I)和T-β-GlcpA(L)的H-1。1.32 ppm和1.37 ppm处的信号分别归属于1,2-α-Rhap(J)和1,2,4-α-Rhap(K)的甲基碳的H信号。
在L01-B102-I的¹H NMR谱图(图2b)中,异头质子区域的信号分别为:4.68 ppm(1,3-β-Galp(e)的H-1)、4.54 ppm(1,3,6-β-Galp(f)的H-1)和4.69 ppm(1,4-β-Galp(h)的H-1)。T-β-Galp(d)和1,6-β-Galp(g)的H-1信号峰在4.51 ppm处重叠,而1,2-α-Rhap(j)和1,2,4-α-Rhap(k)的H-1信号峰在5.28 ppm处重叠。5.10 ppm和4.66 ppm处的信号分别归属于1,4-α-GalpA(i)和T-β-GlcpA(l)的H-1。
在L01-B1的¹³C NMR谱图(图2c,图S7a)中,异头碳区域的信号分别为:110.54 ppm(T-α-Araf(A)的C-1)、108.75 ppm(1,5-α-Araf(B)的C-1)、108.34 ppm(1,3,5-α-Araf(C)的C-1)、104.62 ppm(T-β-Galp(D)的C-1)、103.99 ppm(1,3-β-Galp(E)的C-1)和105.59 ppm(1,4-β-Galp(H)的C-1)。1,3,6-β-Galp(F)和1,6-β-Galp(G)的C-1信号峰在104.84 ppm处重叠。1,2-α-Rhap(J)和1,2,4-α-Rhap(K)的C-1信号峰在99.96 ppm处重叠。1,4-α-GalpA(I)的C-1信号为98.84 ppm。T-β-GlcpA(L)的C-1信号较弱,为102.65 ppm。1,4-α-GalpA(I)和T-β-GlcpA(L)的羧基碳信号分别为175.29 ppm和174.62 ppm。1,2-α-Rhap(J)和1,2,4-α-Rhap(K)的甲基碳信号分别为17.84 ppm和18.09 ppm。
在L01-B102-I的¹³C NMR谱图(图2d,图S7b)中,异头碳区域的信号分别为:104.94 ppm(T-β-Galp(d)的C-1)、104.20 ppm(1,3-β-Galp(e)的C-1)和105.60 ppm(1,4-β-Galp(h)的C-1)。1,3,6-β-Galp(f)和1,6-β-Galp(g)的C-1信号峰在104.68 ppm处重叠。1,2-α-Rhap(j)和1,2,4-α-Rhap(k)的C-1信号峰在100.32 ppm处重叠。1,4-α-GalpA(i)的C-1信号为98.99 ppm。T-β-GlcpA(l)的C-1信号较弱,为102.66 ppm。
在L01-B1的DEPT 135°谱图(图S7c)中,68.10 ppm、68.09 ppm和62.30 ppm处的倒置峰分别归属于1,3,5-α-Araf(C)、1,5-α-Araf(B)和T-α-Araf(A)的C-5。62.14 ppm、61.79 ppm和61.95 ppm处的倒置峰分别归属于T-β-Galp(D)、1,3-β-Galp(E)和1,4-β-Galp(H)的C-6。1,6-β-Galp(G)和1,3,6-β-Galp(F)的C-6信号峰在70.53 ppm处重叠。其他信号归属基于HSQC谱图(图3a)和COSY谱图(图S8a)详细列出在表3中。在L01-B102-I的DEPT 135°谱图(图S7d)中,62.24 ppm、61.96 ppm和62.24 ppm处的倒置峰分别归属于T-β-Galp(d)、1,3-β-Galp(e)和1,4-β-Galp(h)的C-6。1,6-β-Galp(g)和1,3,6-β-Galp(f)的C-6信号峰在70.74 ppm处重叠。其他信号归属基于HSQC谱图(图3b)和COSY谱图(图S8b)详细列出在表4中。
图2.(a)L01-B1的¹H NMR谱图。(b)L01-B102-I的¹H NMR谱图。(c)L01-B1的¹³C NMR谱图。(d)L01-B102-I的¹³C NMR谱图。(a)和(b)展示了L01-B1中各种糖苷键对应的异头质子的化学位移,而(c)和(d)则显示了异头碳和与1,6-β-Galp残基相关的C-6特征共振信号。
图3.(a)L01-B1的二维NMR谱图。(b)L01-B102-I的二维NMR谱图。叠加了HSQC(红色)和HMBC(黑色)谱图。(A:T-α-Araf;B:1,5-α-Araf;C:1,3,5-α-Araf;D/d:T-β-Galp;E/e:1,3-β-Galp;F/f:1,3,6-β-Galp;G/g:1,6-β-Galp;H/h:1,4-β-Galp;I/i:1,4-α-GalpA;J/j:1,2-α-Rhap;K/k:1,2,4-α-Rhap;L/l:T-β-GlcpA)
通过L01-B1的HMBC谱图(图3a),可以确定糖苷键之间的顺序连接性。δ105.59/4.23和δ81.41/4.71处的交叉峰表明,1,4-β-Galp(H)的C-1与1,4-β-Galp(H)的H-4相关联,且1,4-β-Galp(H)的C-4与1,4-β-Galp(H)的H-1相关联,表明存在连续的1,4-β-Galp结构。
δ105.59/3.78处的交叉峰表明,1,4-β-Galp残基连接到1,2,4-α-Rhap的C-4。此外,δ103.99/3.71处的交叉峰表明,1,3-β-Galp(E)的C-1与1,3,6-β-Galp(F)的H-3相关联,表明1,3-Galp残基连接到1,3,6-β-Galp的C-3。δ81.46/4.70处的交叉峰表明,T-β-Galp残基连接到1,3,6-β-Galp的C-3。δ83.65/5.30处的交叉峰表明,1,3-β-Galp(E)的C-3与T-α-Araf(A)的H-1相关联,表明T-α-Araf残基连接到1,3-β-Galp。δ108.75/3.84和δ68.09/5.16处的交叉峰表明,1,5-α-Araf(B)的C-1与1,5-α-Araf(B)的H-5相关联,且1,5-α-Araf(B)的C-5与1,5-α-Araf(B)的H-1相关联,表明存在连续的1,5-α-Araf残基链。δ68.10/5.30处的交叉峰表明,1,3,5-α-Araf(C)的C-5与T-α-Araf(A)的H-1相关联,表明T-α-Araf残基连接到1,3,5-α-Araf。δ85.17/5.30处的交叉峰表明,1,3,5-α-Araf(C)的C-3与T-α-Araf(A)的H-1相关联。δ108.75/4.02处的交叉峰表明,1,5-α-Araf残基连接到1,3,5-α-Araf的C-3。δ77.56/5.16处的交叉峰表明,1,5-α-Araf(B)的H-1与1,2,4-α-Rhap(K)的C-4相关联,表明1,5-α-Araf残基连接到1,2,4-α-Rhap的C-4。此外,δ108.75/3.85处的交叉峰表明,1,5-α-Araf(B)的C-1与1,3,5-α-Araf(C)的H-5相关联,表明1,5-α-Araf残基连接到1,3,5-α-Araf的C-5。最后,δ77.56/4.69处的交叉峰表明,T-β-GlcpA(L)的H-1与1,2,4-Rhap(K)的C-4相关联。
在L01-B102-I的HMBC谱图(图3b)中,δ98.99/4.20处的交叉峰表明,1,4-α-GalpA(i)的C-1与1,2,4-α-Rhap(k)的H-2相关联,δ77.80/5.10处的交叉峰表明,1,2,4-α-Rhap(k)的C-2与1,4-α-GalpA(i)的H-1相关联,δ100.32/4.52处的交叉峰表明,1,2,4-α-Rhap(k)(或1,2-α-Rhap(j))的C-1与1,4-α-GalpA(i)的H-4相关联,δ78.53/5.28处的交叉峰表明,1,4-α-GalpA(i)的C-4与1,2,4-α-Rhap(k)(或1,2-α-Rhap(j))的H-1相关联。
综合这些糖苷相关性,表明1,2-α-Rhap和1,4-α-GalpA可能交替构成L01-B1的主链,并且侧链连接到1,2,4-α-Rhap残基的C-4。此外,δ70.74/5.28处的交叉峰表明,1,3,6-β-Galp(f)的C-6与1,2,4-α-Rhap(k)(或1,2-α-Rhap(j))的H-1相关联,表明在主链的果胶结构域上,1,2,4-α-Rhap(或1,2-α-Rhap)连接到1,6-β-Galp的C-6。δ104.68/4.10和δ70.74/4.54处的交叉峰表明,1,6-β-Galp(g)(或1,3,6-β-Galp(f))的C-1与1,6-β-Galp(g)的H-6相关联,且1,6-β-Galp(g)的C-6与1,3,6-β-Galp(f)的H-1相关联,表明主链上存在连续的1,6-β-Galp残基,并且在1,3,6-Galp的C-3处有分支。
为了进一步阐明侧链结构,对L01-B102-O进行了ESI‒MS分析,结果见图S9。综合上述数据,以及单糖组成分析结果、甲基化分析结果和多糖的分子量,得出了L01-B1的可能结构,见图4。
图4.L01-B1的可能结构。Galp:半乳糖;GalpA:半乳糖醛酸;Rhap:鼠李糖;Araf:阿拉伯糖;GlcpA:葡萄糖醛酸。
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