健康是人们向往的,具备提高机体免疫力、抗肿瘤等功能活性,安全无毒、经济实惠的食物是人们追求的。部分多糖因具有上述特点而极具开发前景,以至于许多生物学家称“21世纪是多糖的世纪”,我国特产资源魔芋葡甘聚糖(Konjiac Glueomannan,KGM)就是这类多糖的典型代表。魔芋葡甘聚糖作为膳食纤维具有降压降糖、促进双歧杆菌生长功能己成共识,是否具有抗肿瘤和增强机体免疫力等其他生物功能活性,则是目前亟待明确的问题。理论上KGM链聚合度2到10000以上,不同聚合度KGM结构特性与功能之间的关系是至今尚无定论而又极有研究价值的课题,目前KGM及其低聚糖已研究较为深入,但对聚合度200-900之间的KGM片段少有研究。多糖与蛋白质和核酸相比,结构因没有固定的重复单元而导致研究工作的复杂性、艰巨性和艰难性,迫切要求摸索出一种相对容易的多糖构效研究方法。　　 鉴于此,本研究以魔芋精粉为基础,通过60Coγ-射线辐照、β-甘露聚糖酶解、活性炭和离子交换树脂分离提纯技术集成,摸索。KGM片段快速简便制备方法;通过分子模拟KGM片段的结构,预测KGM片段微观构象与相关功能活性的关系;通过模型鼠体内外试验证明KGM活性片段是否具有抑制肿瘤活性、增强免疫力的作用,揭示其生物活性表现,验证通过分子动力学计算机模拟微观构象与功能相关性的研究方法的可行性、准确性。　　 论文研究的主要结果如下:　　 1.γ-射线辐照可以有效降解KGM,而且基本上保持KGM原有的结构。随着辐照剂量的上升,其水溶液粘度不断下降,平均分子量不断下降;红外光谱(FT-IR)和紫外扫描(UV)结果显示,除了部分羰基或双键的形成外,辐照并未对KGM的化学结构造成显著影响,主要原因是KGM虽然发生降解,但是其断裂的地方是糖苷键,断裂之后又可以形成原有的糖环结构或新的稳定构型,没有从根本上破坏KGM原有的结构。Γ-射线辐照降解KGM后,即可分离纯化制备不同分子量的KGM活性片段;也可以作为前处理技术,显著降低KGM水溶液的粘度,提高KGM在水溶液中的分散度,提高KGM的酶解效率,缩短酶解时间,高效、便捷、低成本地制备不同分子量KGM活性片段。试验考查了影响酶解产物KGM活性片段分子量的几个主要因素:反应时间、反应温度、反应pH和酶底比,结果表明这四个因素都有比较明显的影响,同时也明确了各因素的影响规律。试验中采用活性炭和离子交换树脂对KGM活性片段进行分离纯化,可获得理想纯度的KGM活性片段复合体。　　 2.采用分子动力学模拟研究表明,KGM活性片段分子构象是一种非典型的螺旋结构,乙酰基是维持KGM分子螺旋结构的重要基团,KGM分子大小显著影响其螺旋结构的形状与稳定性,真空中对分子链构象影响最大的非键合作用力是静电作用,而水溶液中氢键能对分子链构象的影响最大,温度对螺旋结构具有一定的可逆破坏作用,至341K时螺旋结构完全消失,分子链呈现无规线团结构。模拟结果显示,理想长度的KGM片段具备了产生抗肿瘤、提高免疫力的基本构象,应具有一定生物活性。　　 3.通过KGM活性片段的体内外抗肿瘤活性试验,即MTT法测试了KGM活性片段对HeLa细胞株的抑制率,试验数据显示,本试验使用的KGM活性片段在体外试验中有一定抗肿瘤作用;在此基础上,通过建立荷瘤鼠作为试验动物模型,研究了荷瘤小鼠的体内抗肿瘤试验,结果显示KGM活性片段具有抗肿瘤活性,其作用的发挥与剂量密切相关;观察肿瘤生长情况,结果显示KGM活性片段对肿瘤细胞生长有抑制作用,抑瘤率与浓度有关,与时间无关。通过建立荷瘤鼠作为试验动物模型,研究KGM活性片段是否能提高免疫力,结果表明了KGM活性片段可极显著地提高正常小鼠和免疫低下小鼠的脾指数、胸腺指数、腹腔巨噬细胞吞噬率、吞噬指数,可拮抗Cy(环磷肽胺)引起的免疫器官减小、吞噬功能下降,表明KGM活性片段可提高机体非特异性免疫功能。　　 本论文的研究结果不仅在魔芋资源的综合利用、深度_开发方面具有广阔的应用前景,而且在多糖的结构研究,特别是活性结构研究领域具有重要的理论价值。