专利名称：改性的果胶材料的制作方法
技术领域：
本发明一般性地涉及碳水化合物，更具体地，本发明涉及果胶衍生材料，最具体地，本发明涉及一组特定的，已发现具有医疗用途的化学改性的果胶。
背景技术：
正如于1993年3月1日公开的题目为“改性果胶”的美国专利申请号08/024,487中所公开的(这里将其公开内容通过参考文献引入本发明)那样，某些化学改性的果胶在治疗和预防转移性肿瘤症中具有医疗用途。这些材料可用一般的方法制备，其中通过断裂果胶的鼠李半乳糖醛酸(rhamnogalacturan)骨架和把中性糖侧链裂解为更小的单元，可使果胶部分解聚。典型地，骨架在碱性条件下断裂，中性糖侧链在酸性条件下裂解。
按照本发明，制备并鉴定了具有医疗用途和特定结构的具体的改性果胶。改性的果胶材料具有更短的鼠李半乳糖醛酸骨架，其连接有侧链更短的中性糖链、另外发现，在优选的材料中，绝大多数或所有的甲氧基被从骨架上去掉，而且改性果胶的分子量接近10,000。
发明概述这里公开了一种含有鼠李半乳糖醛酸骨架的改性果胶材料，该骨架含有两个半乳糖醛酸单元后跟一鼠李糖单元的重复序列。改性的果胶还包括第一组和第二组通过鼠李糖单元连接于骨架的中性糖侧链，这些鼠李糖单元之间被包含两个半乳糖醛酸单元、一个鼠李糖单元和另外两个半乳糖醛酸单元的中间序列分开。第一组侧链包含直链的中性糖，第二组侧链包含支链的中性糖。经粘度测定，改性果胶的平均分子量大约为5,000-100,000。在一组优选的材料中，平均分子量大约为10,000。
在具体的实施例中，第一组侧链包含由3-8个相连的单糖单元组成的直链，而这些单元在某些情况下可以是半乳糖单元。在其它具体的实施例中，第二组侧链包含多重支化的侧链，该侧链可以以阿拉伯糖单元为主体。在某些实施例中，多重支化的第二组侧链包含10-40个相连的单糖单元。
在一类特别优选的材料中，中性糖侧链至少包含6％、最优选至少包含10％重量的半乳糖。
在一种特定果胶中，第二组侧链包含由阿拉伯糖单元组成的链，该链具有阿拉伯糖单元侧链，而且侧链以阿拉伯糖、半乳糖、阿魏酰基(feruloyl)或葡萄糖结尾。在另外的例子中，果胶材料可以包含第三组中性糖侧链，该侧链包括一条通过半乳糖醛酸单元与骨架相连的由2-4个单糖组成的直链。一种特定的果胶材料包含大约28％的半乳糖醛酸、39％的阿拉伯糖醛酸和/或阿拉伯糖、12％的鼠李糖、10％的半乳糖和8％的葡萄糖。
附图的简要说明
图1是本发明改性果胶材料的一般化分子结构示意图。
本发明的详细说明根据本发明，发现可在医疗上使用的改性果胶包括一个含有两个半乳糖醛酸单元后跟一个鼠李糖单元的重复序列的鼠李半乳糖醛酸骨架。中性糖侧链通过鼠李糖单元与骨架相连。这些与侧链相连的鼠李糖单元被5个中间单元分开，所述中间单元包含由2个半乳糖醛酸单元、一个鼠李糖单元和另2个半乳糖醛酸单元组成的序列。中性侧链将包括含有直链的第一组中性糖侧链和含有支链的第二组中性糖侧链。另外，还可以有第三组侧链，该侧链将包含由相对小的、通过半乳糖醛酸单元与骨架相连的2-4个单糖组成的直链。已经发现，当半乳糖占中性糖的至少6％、优选10％重量时，医疗效果最好。
侧链的数量和种类可在一定程度上变化，尽管已经发现改性果胶最优选地具有大约5,000-50,000范围的分子量，而且一种具体的优选的材料具有大约10,000的平均分子量，然而本发明的材料将典型地具有5,000-100,000范围分子量，平均分子量通过在25℃下用乌氏1号粘度计，使用20mM的磷酸六甲基酯钠盐(pH4.5)和0.2％的EDTA,0.9％的NaCl测量粘度而确定。还发现，当用于把中性糖的侧链裂解为更小单元的反应条件(典型地为酸)改变时，侧链的性质也将发生变化。但是，只要具体的鼠李半乳糖醛酸骨架结构不变和含有半乳糖的侧链不变，治疗效果就不变。因此，由于不想受推测的限制，申请人认为治疗效果主要依赖于骨架的构象和构成侧链的中性糖中半乳糖的存在。
现在参照
图1，其为表示了本发明的改性果胶分子的示意图。正如图中所示，骨架部分包含两个半乳糖醛酸单元后跟一个鼠李糖单元的重复序列。从被至少5个中间单元分开的鼠李糖上分出中性糖侧链，然而将会看到，不是每个能带侧链的鼠李糖单元都含有中性糖侧链。
正如
图1中所示，改性果胶包含直链的侧链例如由4个半乳糖单元组成的链。该果胶还包含高度支化的侧链，例如以阿拉伯糖为主的、带支链的侧链。一般，高度支化的侧链的结构比相对直的链的结构变化少。
图1画出了典型的支链的结构和特征。将会注意到，有几组葡萄糖用方括号标出，这表示这些基团是可有可无的。如上所述，也可以有其它相对小的直的侧链，而且这些侧链连接在半乳糖醛酸单元上。
图1中示出了一个包含两个半乳糖单元的这种链。虽然未改性的果胶一般包含重要百分比的甲氧基等，然而在本发明的优选材料中，即使不是全部但也是绝大部分这样的基团都被去掉了。
许多特定的结构将落在本发明的改性果胶的定义范围内。根据气相色谱/质谱的测定结果发现一种这样的特定材料包括大约28％重量的半乳糖醛酸、39％重量的阿拉伯糖醛酸和/或阿拉伯糖、12％重量的鼠李糖、10％重量的半乳糖和8％重量的葡萄糖。
材料的制备一般地，本发明的材料是通过断裂果胶的鼠李半乳糖醛酸骨架和裂解果胶的中性糖侧链而制备的。在这种处理中，绝大部分甲氧基也从骨架上去掉了。可以采用一些具体的程序，在一种特定程序中，把包含10％的甲氧基的柠檬果胶(70-100千道尔顿，0.5％，由Sigma Chemical Company of St.Lowis,Missowi提供)溶解于蒸馏水中并在紫外线下消毒48小时，用苯酚-硫酸法测定总的碳水化合物的浓度。用3N NaOH把溶液的pH增大到10，维持30分钟，然后用3N HCl把pH降低到3.0，溶液在pH3.0下维持大约10小时，然后中和到6.3。用70％乙醇洗涤溶液并用100％丙酮干燥，这样得到的材料用气相色谱/质谱分析，得到上述的结构数据。
也可以使用其它的方法和试验条件来制备本发明的改性果胶材料，条件是这些方法能使骨架解聚并减小上述的侧链。本发明的材料具有新颖独特的结构，其特征在于包括至少3个重复序列的鼠李半乳糖醛酸骨架，该重复序列由2个半乳糖醛酸单元后跟1个鼠李糖单元组成。在骨架中，这些序列线性连接，使得一个序列的鼠李糖单元与另一个序列的半乳糖醛酸单元偶合。该材料还包括两组不同的从骨架分出的中性糖侧链。第一组侧链包含相对短的直链中性糖链，第二组侧链包含高度支化的中性糖链。侧链通过鼠李糖单元与骨架相连，并相互间被5个中间骨架单元(即一个由2个半乳糖醛酸单元、1个鼠李糖单元和另2个半乳糖醛酸单元组成的中间序列)分开。最优选地，侧链的中性糖含有至少6％、最优选10％重量的半乳糖。已经发现本发明的材料的特定构象提供了用于治疗转移性癌症的医疗材料。
参考这里提供的公开内容和理论，可以制备各种改性的果胶材料。前述的实施例和讨论是对本发明具体方式的说明，并不以此来限制其应用范围，下列的权利要求书包括了所有的等同物，将定义本发明的保护范围。
权利要求
1．一种改性果胶材料，包括一条由两个半乳糖醛酸单元后跟一鼠李糖单元组成的重复序列构成的鼠李半乳糖醛酸骨架；所说的改性果胶还包括与所说的骨架连接的第一组和第二组中性糖侧链，所说的第一组和第二组侧链通过相互间被一个中间序列分开的鼠李糖单元与所说的骨架相连，该中间序列包含2个半乳糖醛酸单元、1个鼠李糖单元和另外2个半乳糖醛酸单元；所说的第一组侧链包含直链的中性糖，所说的第二组侧链包含支链的中性糖；所说的改性果胶的平均分子量为5,000-100,000。
2．根据权利要求1的一种改性果胶材料，其中所说的第一组侧链是3-8个单糖单元的直链。
3．根据权利要求2的一种改性果胶材料，其中所说的单糖单元是半乳糖单元。
4．根据权利要求1的一种改性果胶材料，其中所说的第二组侧链是有多个支链的侧链。
5．根据权利要求4的一种改性果胶材料，其中所说的有多个支链的侧链包含阿拉伯糖单元。
6．根据权利要求4的一种改性果胶材料，其中所说的有多个支链的侧链包含10-40个单糖单元。
7．根据权利要求1的一种改性果胶材料，其中所说的第二组侧链包含一条阿拉伯糖单元链，从该阿拉伯糖单元链上又分支出阿拉伯糖单元侧链，所说的侧链以选自阿拉伯糖、半乳糖、阿魏酰基、葡萄糖及其组合的基团结尾。
8．根据权利要求1的一种改性果胶材料，还包括第三组中性糖侧链，该第三组中性糖侧链包含由2-4个单糖组成的直链，其通过骨架上的半乳糖醛酸单元与所说的骨架连接的直链。
9．根据权利要求1的一种改性果胶材料，其中所说的第二条侧链的分子量大于所说的骨架的分子量。
10．根据权利要求1的一种改性果胶，包括大约28％的半乳糖醛酸、39％的阿拉伯糖醛酸和/或阿拉伯糖、12％的鼠李糖、10％的半乳糖和8％的葡萄糖。
11．根据权利要求1的一种改性果胶，其平均分子量大约为10,000。
12．根据权利要求1的一种改性果胶，其中半乳糖占所说的侧链中性糖的至少6％重量。
13．根据权利要求1的一种改性果胶，其中半乳糖占所说的侧链中性糖的10％重量。
14．一种改性的果胶材料，包括一条由两个半乳糖醛酸单元后跟一鼠李糖单元组成的重复序列构成的鼠李半乳糖醛酸骨架；与所说的骨架的第一个鼠李糖单元相连的第一条侧链，所说的第一条侧链包含一条由单糖单元组成的直链；与所说骨架的第二个鼠李糖单元相连的第二条侧链，所说的第一个和第二个鼠李糖单元被所说骨架的5个中间单元所分开，所说的第二条侧链包含一条有多个分支的单糖单元链；所说的改性果胶的分子量约为10,000。
15．根据权利要求14的一种改性果胶材料，其中所说的第一组侧链包含由半乳糖单元组成的直链。
16．根据权利要求14的一种改性果胶材料，其中所说的第二组侧链包含其链上有侧链的阿拉伯糖单元链。
17．根据权利要求16的一种改性果胶材料，其中所说的侧链包含由阿拉伯糖单元组成并以选自阿拉伯糖、半乳糖、阿魏酰基、葡萄糖及其组合的基团结尾的链。
18．根据权利要求14的一种改性果胶材料，其中所说的第二条侧链的分子量大于所说骨架的分子量。
19．根据权利要求14的一种改性果胶，其中半乳糖占组成所说的第一条和第二条侧链的单糖单元的至少6％重量。
20．根据权利要求14的一种改性果胶，其中半乳糖占组成所说的第一条和第二条侧链的单糖单元的大约10％重量。
全文摘要
一种骨架为鼠李半乳糖醛酸、与骨架相连的侧链为中性糖的改性果胶材料。第一组侧链含有相对短的直链中性糖,第二组侧链含有高度支化的中性糖链。优选地,半乳糖至少占中性糖的6%重量,改性果胶材料的分子量为5,000—100,000,最优选为10,000。
文档编号A01N43/04GK1222913SQ97193969
公开日1999年7月14日 申请日期1997年3月18日 优先权日1997年3月18日
发明者D·普拉特 申请人:D·普拉特