多糖的研究进展
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作者: 韩宏义 白 鹏 迟 鹤
摘要：对活性多糖的生物活性及化学结构与构效方面的研究进行了综述分析，并对其发展前景作了介绍。
关键词：活性多糖；生物活性；构效关系
1多糖的生物活性
1.1活性多糖的抗肿瘤作用
在活性多糖的抗肿瘤研究中，人们发现不同生物材料中可以得到多种具有抗肿瘤活性多糖，如从香蕈中得到的香菇多糖(Lentinan)。 Ikekawa 等人发现腔腹注射香菇水溶提取物在很大程度对小鼠皮下移植的内瘤S-180 的生长有强抑制作用。但其效果不是直接作用移植
性癌细胞，而是通过宿主调节而发行作用。接着人们又在灵芝、云芝、茯苓、银耳等真菌中得到对小白鼠硬肉瘤和艾氏癌肿有不同抑制作用的活性多糖。
1.2活性多糖的免疫功能
在一般情况下，多糖对机体特异性免疫与非特异免疫，细胞免疫与体液免疫皆有影响。
免疫多糖作为生物效应调节剂,主要影响机体的网状内皮系统(RES)、巨噬细胞、淋巴细胞、白细胞、NK细胞、补体系统以及RNA、DNA、蛋白质的合成，体内cAMP与cGMP的含量，结果是抗体的生成，淋巴因子及干扰素的诱生增强。现已证实不同的多糖具有不同的免疫促进作用。
1.3多糖的抗病毒活性及其作用机制
Goultet 等人(1960)首次指出，在蘑菇中存在抗病毒物质。Tsunoda 和Ishida(1969)发现从香菇的菌丝体和孢子中水溶液的提取物对病毒A/SW15 所引起的感冒有一定的疗效。Tochilura等人发现香菇多糖与3-叠氮-3-脱氧胸嘧啶（AZT）的联合使用对抑制HIV抗原表达比单独使用AZT更强。近年来，对于多糖衍生物的抗病毒活性的研究，主要集中硫酸脂多糖（Sulfacted polysaccharide）或称硫酸多糖，在研究中发现硫酸酯多糖在抗HIV病毒方面有着特殊的功能，香菇多糖硫酸盐当通过被HIV-III 感染的MT-4 细胞验证时表现出了对HIV 的活跃的抗性。从海洋海藻 (Aghadhiella tenera)分离的硫酸半乳聚糖能在体外抑制HIV-1 和HIV-2 引起的细胞病变,同时也能抑制合胞体的形成。
1.4多糖的降血糖降血脂功能
Kaneda 和Tokuda(1966)首次报道，香菇具有降低血液中胆固醇的能力。他们发现在喂食小鼠中，在食物中添加已干燥的香菇孢子体基团可以平均的降低原生质中的胆固醇。具有降血糖活性的多糖比较多，有些学者认为黏性多糖中乙酰基的存在是降血糖活性的重要抑制因子。药理实验证明，多糖具有使血清澄清，较好降低血脂患者血清胆固醇、甘油三脂、减少冠心病患者发病率和死亡率。
多糖的生理功能联系到许多重要的生命进程。除了具有上述功能外还具抗溃疡、抗衰老和类似肾上腺皮质激素和促肾上腺皮质激素等作用。虽然只有少数应用临床，但是通过对多糖活性的研究，对多糖的临床使用提供了一个好的开始。
2多糖的构效关系
多糖复合物有多种多样的生物活性，多糖结构不同，生物活性必有差异。如果找出它们之间的规律性，这样就可以更全面的解释多糖化学结构和生物活性之间的关系，这样对于寻找具有生物活性多糖和多糖药物及多糖功能性食品开发奠定了基础。
2.1多糖的一级结构对生物活性的影响
多糖的一级结构包括单糖的组成连接方式糖苷键类型，分支度以及一些官能团等，每一因素对多糖的生物活性都有不同程度的影响。
2.1.1主链结构与生物活性的关系。就真菌多糖而言，一级结构主链主要有三种：第一种是葡聚糖（glucan）β(1→3)糖苷键连接为主，并兼有少量β(1→4)或其它糖苷键，香菇多糖、茯苓多糖、云芝多糖都属于这种连接。第二种是β（1→6）糖苷键连接的低聚葡萄糖；第三种是β（1→3）糖苷键连接的低聚葡萄糖。长期的实验表明，在多糖骨架链上占优势交替（1→3）连接的β-D-葡聚糖，往往具有抗肿瘤活性。小核菌葡聚糖、香菇聚糖、裂褶葡聚糖都是该骨架的葡聚糖，对小白鼠移植肉瘤180有强抑制作用。β-D-葡聚糖主要由（1→6）连接的抗肿瘤活性就很低。而1→2、1→4 等连接方式的多糖很少具有活性。至于完全均匀（1→3）-β-D-葡聚糖，是水不溶的。所以茯苓多糖不具活性。在测定小核菌多糖结构时，发现它具有分支（1→3）-β-D 葡聚糖，具有抑瘤活性，而（1→3）-α-D 葡萄糖没有抑瘤活性。
2.1.2侧链基团与生物活性的关系。一些多糖的活性与其中所含的某些化学基团有密切关系。如硫酸基、羟基、乙酰基等。含有硫酸根的天然海藻多糖对抗HIV病毒是经过证实的，并且抑制HIV的作用同分子中硫酸盐的含量有关。将多糖进行衍化，如降解、硫酸化、磺酰化、乙酰化、烷基化等，有可能大大提高多糖的生物活性。例如，均一型的β（1→3）-D-葡聚糖的茯苓多糖没有活性。但是经过化学修饰后，得到不含β（1→6）糖苷键的新多糖，具有很强的抑制肿瘤活性。而与此相反的是，具有抗肿瘤活性的香菇多糖，如果水解去掉β（1→6）分支后，抗肿瘤活性将消失。
2.1.3分支度与生物活性之间的关系。支链的分支度（degree of branch, DB）是指平均每个糖单位所具有的分支数目，也称取代度（degree of substitute, DS) 。分支度大小与多糖生物活性紧密相关，分支度过大或过小都无法使多糖生物活性达到理想状态。真菌多糖pestalotan 是一种高度分化的葡聚糖，DB 为2.80 时活性低，经过氧化还原处理将部分葡聚糖分支还原成羟基后的DB降至1.0，在大鼠体内的抑瘤率从50%提高到92.30%。
2.1.4多糖的活性也受支链长度的影响。从真菌phytophthora parasttica中分离的具有（1→3）-β-D 葡聚糖结构的多糖，通常具有葡聚二糖支链，但是从中提取出的另一种具有葡聚三糖支链的组分，其抑瘤活性大大高于前者。而水溶性多糖如糖原、淀粉、糊精无活性。可能与它们有过长支链，易被酶解有很大关系。
2.2高级结构与生物活性的关系
多糖的高级结构与功能的关系还不十分清楚。多糖的一级结构本身就很复杂，难以得出完全正确的结构式。这也给高级结构分析造成了很大难度。Ohno 等人研究发现含有（1→6）分支的（1→3）-β-D 葡聚糖刺激免疫与抗肿瘤的作用的活性构象为三股螺旋结构，而Saito 等人则发现（1→3）-β-D 葡聚糖的单螺旋构象是其生物活性的基础。但是科学家已经确定高级结构对功能的影响比一级结构还重要。
2.3活性的决定部位与生物活性的关系
活性多糖发挥作用都需要特定部位同受体结合。有人参照酶学研究提出活性多糖的活性中心概念，即多糖本身存在一定的活性中心，多糖通过该活性中心同受体结合。
2.4其它因素
多糖的活性作用的强弱，与其本身的分子量、溶解度、黏度、剂量、给药时间有关，也受机体本身的免疫功能状态和抗原等因素的影响。为使多糖活性发挥作用，还需要注意其选择性和特异性，分析它们对免疫应答各个环节和各个水平的作用，以使它们之间的平衡向需要的方向发展。
3现状与展望
在多糖的开发和应用上，食用真菌占有相当大的比例。多年的研究证实，各种食药用菌具有不同的生物活性，对人体有着极佳的保健作用。然而，我国食用菌产品与日本、欧美的产品尚有明显差距，比如我国一些食用菌品质低，加工的产品品质不稳定，产品科技含量偏低，多数产品属于粗提取物，还不符合中药现代制剂的要求。在我国，目前对多糖研究侧重于分离、纯化、化学组成及生物活性等方面，对多糖溶液构象、空间结构和结构与功能的关系都未及深入，对各种真菌多糖的作用机理的解释还不完善，尚有许多种类不能栽培，加之环境不同、培养条件不同，提取分离技术不同都会造成多糖结构上的差异，因而影响其活性。因此，这就需要以企业为主导，与科研院所、高校相结合，走产、研、学协作开发之路。成功开发一些保健食品或功能性产品，从而使之在国际市场上占有更大份额。
参考文献
[1] 马红樱，张德禄等.植物活性多糖的研究进展[J]. 西北师范大学学报,2004,40(3):112-118.
[2] 刘长喜.复合真菌多糖糖抗肿瘤作用的免疫学的研究[J].卫生研究,2000,29(3):178-180.
[3] 北京中医研究院等.新医药学杂志1979,(2)9-19.
[4] 江萍.食品多糖与机体免疫[J].食品工业科技.1997,（2）：85版),2003,17(4):56-59.
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