多糖磷酸酯化的研究进展
2002年第22卷第11期,835～839
有机化学
Chinese Journal of Organic Chemistry
V ol.22,2002
N o.11,835～839
?综述与进展?
多糖磷酸酯化的研究进展
陈晓明 田庚元ΞΞ
(中国科学院上海有机化学研究所生命有机化学国家重点实验室 上海200032)
摘要 简述了糖类磷酸酯的研究进展及其相应衍生物的制备方法.
关键词 多糖,磷酸酯,磷酰化
Advances in Studies on Phosphorylation of Polysaccharides
CHE N,X iao2Ming TI AN,G eng2Y uanΞ
(State K ey Laboratory o f Bio2organic&Natural Products Chemistry,Shanghai Institute o f Organic Chemistry,
Chinese Academy o f Sciences,Shanghai20032)
Abstract This paper reviews the recent progress in phosphate of saccharide and the methods of preparing their derivative.
K eyw ords polysaccharide,phosphate,phosphorylation
糖类物质广泛分布于动植物及微生物中,与自然界其它三类生物分子(蛋白质、核酸与脂质)比较,糖类化合物结构与生物功能的研究一直未受到应有的重视.近十多年来由于多糖以及糖缀合物的分离纯化、组分测定和结构分析有了长足进步,同时由于细胞生物学和分子生物学的发展,发现糖类化合物特别是糖缀合物上的糖链参与了各种生命现象的调节,如细胞识别、粘连与融合、信号传导、免疫与应答、细胞转化和分化都离不开糖链的参与.同时随着糖类的生物学功能研究的迅速发展,使人们对糖这一类重要生命物质有了新的认识,糖及糖缀合物结构与功能的研究正成为生命科学研究中又一新的前沿和热点.
自70年代以来,大量的研究表明多糖类化合物作为一种免疫调节剂,它能激活免疫细胞,提高机体的免疫功能,而对正常细胞没有毒副作用.而且炎症、老化、癌细胞异常增殖及转移、病原体感染等过程中都涉及糖链的参与.在临床上用来治疗肿瘤、肝炎等疾病早已被大家所接受[1].
糖类化合物不仅本身具有多种生物活性,同时发现它们的衍生物也具有独特的作用.如磷酸酯化、羧甲基化和羟乙基化以及硫酸化、乙酰化、磺酰化等,都有可能大大提高多糖或寡糖的生物活性.如Nakashima等[2]发现卡拉胶和肝素等具有抑制疱疹病毒复制的作用,但是如果将这些多糖的硫酸根除去,则上述活性消失[3].香菇多糖经硫酸酯化后具有显著的抗艾滋病毒(HI V)作用[4].
某些多糖经部分乙酰化后而具有抗肿瘤活性.地衣类多糖是β2(1→6)2D2葡聚糖,因部分乙酰化而表现出抗肿瘤活性,当脱乙酰化或全乙酰化后又失去了抗肿瘤活性[5].
多糖羧基化对活性也有影响,如纤维素无活性,但O2甲基纤维素和O2羧甲基纤维素有抗肿瘤活性;茯苓多糖本无活性,但其羧甲基化、羧乙基化衍生物对ICR2JC L Erhlich肿瘤有强的抑制作用[6].
另外,硬脂酰化、二乙基氨基乙基化、碘化、过碘酸氧化水解、氨化等,也有可能提高多糖或寡糖的生物活性.
ΞE2mail:tiangy@https://www.wendangku.net/doc/067878986.html,
Received N ovember27,2001;revised January15,2002;accepted M arch30,2002.
多糖磷酸酯作为一类重要的多糖衍生物,也具有很强的生物活性,对其深入、广泛地研究,是研究多糖的结构与功能的一个重要组成部分,对多糖药物的研究与开发具有重要作用,本文主要对糖磷酸酯的生物活性及其合成方法的研究进展作一概述.
1 糖的磷酸酯
在糖的衍生物中,磷酸酯是一类比较重要的糖类衍生物.糖的磷酸酯广泛存在于自然界中,如王英等[7]从Enterococcus f aecalis(粪产肠球菌)中分离得到一种由葡萄糖、甘油及磷酸根组成的磷酸酯多糖. Van Casteren等[8]从Trichoderma viride(绿色木霉)中分离得到了一种磷酸根取代的由葡萄糖、鼠李糖、半乳糖组成的磷酯多糖.Severn等[9]从Mycobacterium bovis(牛结核分支杆菌)中分离得到几种寡糖磷酸酯.Parolis等[10]从Pichia holstii(毕赤酵母)中分离得到甘露聚糖磷酸酯.
由于从自然界分离得到的寡糖或多糖的磷酸酯数量有限,种类也不是很多,影响对糖的磷酸酯的生物活性及磷酸酯在生物体内的作用进行系统的研究,为了深入研究糖的磷酸酯衍生物,糖化学家们转向了人工合成.利用人工合成方法,不但可以合成各种各样的磷酰化多糖、寡糖,还可合成一些它们的类似物,并可进行一些区域选择性的衍生化,更有效、系统地研究它们的构效关系.
糖基磷酸酯类化合物,特别是葡萄糖基磷酸酯类化合物的合成及其生物活性的研究早有报道[11].研究表明磷酸酯类衍生物具有抗肿瘤[12]、抗病毒、抗菌[13]和免疫调节剂[14]等生物活性.果糖、葡萄糖等单糖本身不具有抗肿瘤、抗病毒等生物活性,但对其磷酯化后就具有这些活性.1988年Hayachi等[15]发现葡萄糖基磷酸酯衍生物具有抗肿瘤、抗病毒等生物活性,并作为药物而应用于临床.磷酸果糖可用于治疗重型脑梗死[16]、冠心病[17]、拮抗庆大霉素肾毒性[18]以及用于辅助治疗心律失常[19]等.陈茹玉等[20]合成的N,N2二(22氯乙基)果糖基磷酰胺酯的抗肿瘤活性实验结果表明该类化合物对L1210细胞和S2180腹水癌有一定的抑制作用.
磷酰化多糖及寡糖具有很多的生物活性,可使一些原本不具有活性的多糖显示了抗肿瘤等生理活性.Suzuki等[21]对酵母甘露聚糖进行硬脂酰化和磷酰化后能有效的抗S2180和艾氏腹水癌.对由α2 (1→6)葡萄糖构成的葡聚糖进行硬脂酰化和磷酰化后有抗肿瘤作用,而对其单独衍生化都不具有生物活性.说明在硬脂酸及磷酸根的协同作用下,对肿瘤细胞具有杀伤力,其具体的作用机制有待于进一步的深入研究.Inoue等[22]对有一定抗肿瘤活性的甘葡聚糖进行降解后,发现其生物活性消失,但对降解产物进行磷酰化后,对于低取代度的产物有一定的生物活性,而高取代度无生物活性.说明磷酸根与自由羟基的数目对活性有一定的影响,并且糖链的长短及磷酸根的数目与其抗肿瘤活性有着密切的关系.而对魔芋葡甘聚糖进行磷酸酯化后具有一定的抗菌作用[23].Williams等[24]对β2(1→3)2D2葡聚糖进行了磷酰化后,活性大大提高.这一方面与磷酸根的引入而使其溶解度增加有关,另一方面也与它的化学结构,磷酸基团及磷酰化后构象的变化有关.
由此可见,在糖基上引入磷酸根,使一些本无活性的糖类化合物具有了活性,并能提高某些多糖、寡糖的生物活性.因此就很有必要研究各种寡糖、多糖及其类似物的磷酸酯的生理功能,以期能够找到磷酰化后产物的生理功能的一些规律,研究磷酸基团在生理功能中的作用,为设计生理活性更好的磷酸酯衍生物提供指导思想.由于在这方面的工作还不够深入,因此对于多糖、寡糖及其类似物的磷酸酯衍生物的生理活性,磷酸根究竟在其中起何作用,其作用机制如何,目前还不明确,有待进一步地深入研究.这对研究糖类化合物的结构与功能的关系具有重要的意义;对药物的进一步研究开发有着巨大的潜力.
2 磷酸酯衍生物的制备
多糖或寡糖可用磷酰氯、磷酸或其盐进行磷酸酯化.由于用酸或盐进行磷酰化时需在酸性或高温条件下进行,但这些条件易引起多糖和寡糖的降解;而用磷酰氯时会伴随交联等副反应产生,使产物复杂化.至今还没有一种理想的、高效的磷酸化试剂,目前多糖磷酰化的取代度都不高,在0.01～0.4之间.下面主要介绍几种常用的磷酰化方法:
2.1 磷酸和磷酸酐
磷酸及磷酸酐或两者的混合物是最早采用的磷酰化试剂.如用磷酸进行磷酰化,将多糖或寡糖样品溶于二甲亚砜中,加入磷酸,在水浴中加热反应.经后处理得磷酯化产物.根据多糖的性质可改变反应时间和温度.Williams等[24]用此法对葡聚糖进行了磷酰化.收率为70%,磷含量为2.23%,取代度为0.13.
用此法进行磷酰化时,其最大的缺点是易引起
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多糖或寡糖的水解.由于一般糖苷键在酸性条件下极易水解,而此反应以磷酸为试剂,随着反应的进行有水生成,形成质子酸,同时又是在高温下进行,在此条件下糖样品容易降解,从而使产物收率不高,且磷酰化取代度也不高,大大限制了该法的应用.但对一些对酸稳定的多糖或寡糖,用此法进行磷酰化就比较简单易行.
磷酸酐如五氧化二磷、焦磷酸、多聚磷酸等也常用于多糖磷酰化反应中.这些试剂虽比磷酸有所改进,但也存在同样问题.另外,也有用偏磷酸做磷酰化试剂.此外,考虑到五氧化二磷的吸水性,可将其与磷酸混合使用,虽有改善,但效果并不很明显.总之这些试剂都是非特异性的磷酰化剂,反应中易使糖样品降解,磷酰化能力低、副反应多,造成收率低且不易得到纯的产物.
由此可见,磷酸及其酸酐主要的缺点是在反应过程中易引起糖样的降解,产物收率不高,取代度也不理想.
2.2 磷酸盐
由于磷酸盐的易得、廉价,而广泛应用于工业生产中.但它们的反应活性极低,不易得到高取代度的产物.与磷酸相比其优点是一般不会引起多糖的降解.常见的用作磷酰化试剂有磷酸氢钠、磷酸二氢钠、三聚磷酸钠、偏磷酸钠或它们的混合盐等.将一定量的磷酸盐置于烧杯中,加入适量的水,搅拌使其完全溶解.用酸调节到所需pH值,边搅拌边加入糖样品,加热反应.用此法进行磷酰化所得产物取代度极低,一般取代度不到0.05,为制备高取代度产物,往往需重复多次操作.胡敏等[23]用磷酸二氢钠和磷酸氢二钠在pH为2的条件下对魔芋葡甘聚糖进行了磷酸酯化.产物磷含量为0.25,取代度为0.013.
以盐作为磷酰化试剂,其酰化能力不强,导致取代度极低,一般不到0.05.因而只用于对淀粉等的改性研究.
2.3 环三聚磷酸酯(P3m)
P3m是近十几年来较为广泛应用的磷酰化试剂.它可对氨基酸、醇、酚、核酸等进行磷酰化,其反应条件简便.将一定量的P
3m
溶于水中,调节所需pH值,加入糖样品,可在室温下反应,但反应时间较长,一般需要2～3天(如有必要,可延长反应时间和温度).
由于P
3m是三聚体化合物,用其做磷酰化试剂时,在反应过程中其本身也有降解,因而伴随着单、双磷酸酯的副产物,使得反应复杂化,不易得到目标产物.
但利用P
3m可对一些简单的单、双、寡糖进行选
择性的修饰.最近,Hideko等[25]利用P
3m
,在室温下, pH为12,反应24h对半乳糖、木糖等几种单糖进行了选择性的磷酰化在无需保护其它羟基的情况下,对12位羟基选择性地进行了磷酰化,而其它位的酯化产物很少或没有.但产物的收率不高.而Mitsutom
等[26]用P
3m选择性地对葡萄糖62位羟基进行选择性磷酰化,而无12位磷酰化产物.因而选择合适的反应
条件,用P
3m可方便地对简单的糖进行区域选择性酯化.
Hideko等[27]用P3m对纤维素进行磷酰化,但取代度只有0.03.
虽然P
3m对单糖的修饰效果较好,但应用于多糖时,存在与磷酸盐同样的缺点.
2.4 磷酰氯
磷酰氯是一种活性较高的磷酰化试剂,用其作为磷酰化试剂可获得高取代的磷酰化产物,但由于反应激烈,收率低,副产物多,有可能是单、双或三取代磷酸酯等的混合物,而限制了它的广泛应用,往往只用于合成简单的磷酰酯.一般常用的试剂是三氯氧磷.现已证明,只要在低温下非常小心地进行反
应,也可用其进行复杂分子的磷酰化.为降低POCl
3
反应的激烈性,减少副反应,人们采用POCl
3和水、DMF、磷酸三酯等并用的方法,先生成一种高反应性的中间产物,然后再进行磷酰化反应.
以水作溶剂时,水与三氯氧磷反应,对磷酰化反应起抑制作用,影响取代度的提高.Sang2Ah Lee 等[28]用水作溶剂,用NaOH调pH至12,在45℃反应3h.对β2环糊精进行磷酯化.产物磷含量为5.67%,取代度为0.38.
本实验室在以三氯氧磷为磷酰化试剂时,考虑到它以及多糖和寡糖的性质,利用吡啶的碱性,使反应过程中产生的盐酸与其生成吡啶盐,防止多糖或寡糖在酸性条件下水解.同时加入磷酸三甲酯降低三氯氧磷的反应活性,增加了反应物的溶解度.我们用磷酸三甲酯和吡啶作溶剂对低聚糖进行磷酰化时,产物的取代度可达到0.9左右.这样高的取代度还未见文献报道.
K im等[29]用三氯氧磷对蔗糖62位羟基进行保护后,进行磷酰化可区域选择性地得到6′2磷酰化产物.先在冰水浴下在乙腈中加入一定摩尔比的POCl3、水及吡啶,制备磷酰化试剂,再将糖的乙腈溶液加入上述反应液中,在冰水浴下搅拌反应,可得磷酰化产物另外,还可用一取代或二取代的磷酰氯作
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为磷酰化试剂,以降低反应的活性及副产物.但最后需脱取代基,可能会引起降解或破坏产物,因而很少用于多糖、寡糖的磷酰化,而大多用于核酸的酯化.
以三氯氧磷为磷酰化试剂时,由于三氯氧磷需在有机溶剂中进行,而多糖一般在有机溶剂中溶解度不好,从而影响了反应的进行,而使取代度不高.同时由于三氯氧磷本身之间的缩合,还会形成二聚、三聚磷酸取代,使产物复杂化,不利于分析.但是相对其它磷酰化试剂,三氯氧磷的酰化能力较强,可获得高取代度的产物.
2.5 其它磷酰化试剂
磷酸酯、磷酰胺、环状磷酰化试剂、亚磷酰化剂等也可用做磷酯化试剂.用这些试剂进行磷酰化后,需进行氢化催化等一些后处理步骤.以得到磷酯化产物.而使得它们没有广泛应用于糖的磷酰化中.但也可用这些试剂合成一些复杂的磷酰化合物.
总之,磷酰化难以进行主要与磷酯键的键合能力有极大的关系,目前还没有一种高效、简便的磷酰化方法.是目前人们最感棘手的问题,使得对多糖的磷酰化不能象硫酸化那样广泛、深入.
3 现状及展望
糖类化合物的磷酸酯如硫酸酯一样也是一种重要的活性物质,它们在开发新药方面具有强大的潜力.但由于磷酰化不如硫酸化方便有效,使得对磷酸化的研究远远不如硫酸化深入和广泛.虽然现在有多种磷酰化试剂,并不断有新的试剂出现,但它们都存在各种缺点,还没有一种高效而广泛适用的磷酰化试剂及简便易行的方法.同时,对于多糖和寡糖的磷酯化其取代度也是一个亟待解决的问题.由于不能制备高取代度的衍生物,使得多糖磷酰化不能系统深入地研究.
糖类化合物的磷酸酯衍生物在生理活性已显示了诱人的前景,因此,如何深入系统地研究磷酸酯衍生物;寻找结构与功能的一般规律,如磷酸基团的位置、取代度、磷酸化后糖链构象的改变以及磷酸化衍生物的物理性质与生理功能之间的关系等,在此基础上可设计合成一些高活性的磷酸化寡糖、多糖及其类似物.进一步研究和开发一些新药资源.
多糖及其衍生物作为一类重要的生物活性物质,虽然到目前为止,应用并不广泛,但已显示出诱人的前景.随着人们对糖化学的深入、广泛的研究,揭示糖类化合物在生命过程中的作用机制.并且,通过将多糖或寡糖进行衍生化,如磷酸酯化、硬脂酰化、二乙基氨基乙基化、羧甲基化和羧乙基化以及硫酸化、乙酰化、磺酰化、碘化、过碘酸氧化水解、氨化等,引入活性基团或改变糖链,来提高多糖或寡糖的生物活性,寻找高活性、无毒副作用的药物.并可进一步阐述糖类化合物结构与功能的关系.这将促进分子生物学、医药学、糖化学和糖生物学的发展.
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香菇多糖提取工艺的研究进展
香菇多糖提取工艺的研究进展 香菇多糖提取工艺的研究进展 香菇Lentinusedodes 为担子菌纲伞形科真菌，是世界上第二大食用菌。香菇多糖是香菇中最重要的一种生物活性物质，具有抑制肿瘤、调节免疫、抗病毒和抗氧化等多方面的药理活性，且毒副作用小。香菇多糖的提取常用水提醇沉法、酸碱提取法，但存在提取工艺复杂、溶剂使用量大、时间长等缺点，而且容易造成多糖降解，生物活性降低。本文主要对近年来香菇多糖提取工艺优化研究方面的进展进行阐述。 1.超声波提取 超声波提取法是利用超声波特殊的物理性质，加速介质质点运动、空化作用、振动匀化等以增大物质分子运动频率和速度，增加溶剂穿透力，从而使药效物质加速融人溶剂提高有效成分的得率。 王恒等用超声波辅助法从香菇中提取香菇多糖，通过实验优化确定出香菇多糖最佳提取工艺为超声功率200W ，料液比 35：1，超声时间40min ，香菇多糖提取率为6.72 ％。王俊颖等采用超声法浸提香菇多糖通过正交试验设计确定的最佳工艺为料水比1 : 25，超声温度60° C超声时间30min , 超声功率300W ，多糖得率为8.72 ％。李宏睿等采用正交试验设计，对香菇多糖的提取条件进行优化，并与单纯的热水浸提进行比较。结果表明，在料水比 l：25 ，超声时间35min ，超声功率105W ，热水浸提温度 90 ％，浸提时间20min 的条件下，提取效果最好，多糖提取率为13.75 ％，比单纯热水浸提法提高6.22％。 2.微波提取 微波辅助提取技术主要是通过调节微波加热的参数，有效地加热物料中的目标成分，对目标成分进行选择性提取。刘小丽等研究微波辅助法提取香菇多糖采用单因素试验对固液比、微波辐射功率、辐射时
灵芝多糖检测方法
灵芝多糖检测方法 1、蒽酮-硫酸法 该法为《中国人民共和国药典》规定方法，其原理是糖类遇浓硫酸脱水生成糠醛或其衍生物，可与蒽酮试剂缩合而显色，其显色的深浅与灵芝多糖含量呈线性关系。 【对照品溶液的制备】精密称取105℃干燥至恒重的葡萄糖对照品适量，加水制成每1ml含0.1mg的溶液，即得。 【标准曲线的制备】分布精密吸取对照品溶液0.2ml、0.4ml、0.6ml、0.8ml、1.0ml、和1.2ml，置于10ml具塞试管中，加水至2.0ml，精密加入硫酸蒽酮溶液（精密称取蒽酮0.1g，加80%的硫酸溶液100ml使溶解、摇匀）6ml，摇匀，置水浴中加热15分钟，取出，放入冰浴中冷却15分钟，以相应的试剂为白色，在紫外-可见分光光度计上，于625nm波长处测定吸光度，以吸光度为纵坐标，浓度为横坐标，绘制标准曲线。 【供试品溶液的制备】精确称定灵芝粉末1g，置蒸馏瓶中，加水40ml，沸水回流提取1小时，重复1次，两次提取液均转移至100ml容量瓶中，定容，摇匀。取40ml加200ml无水乙醇沉淀，过夜。4000rpm离心20分钟。沉淀定容至50ml，摇匀。 【样品测定】精确量取供试品溶液2ml，置10ml具塞试管中，照标准曲线制备项下的方法，自“精密加入硫酸蒽酮溶液6ml”起，依法测定吸光度。 【换算因子的测定】精密称取GL-pp10.3mg与10.4mg，分别置于100ml 容量瓶中加蒸馏水定容至刻度，作为多糖供试液。精密吸取2ml，按照标准曲线项下的方法测定吸光度，计算出多糖溶液中葡萄糖含量的平均值，并计算出换算因子：f=W/CD，式中W为多糖量（ug），C为多糖溶液中葡萄糖含量，D 为多糖的稀释因素。 测定结果为f=2.0428（n=6） 【计算】S=f×n/N×100% S—灵芝子实体中多糖百分含量； n—从标准曲线上读出供试品溶液中多糖浓度（以标准葡萄糖计）； N—供试品溶液浓度； f—换算因子； 2、苯酚-硫酸法
灵芝多糖
灵芝多糖 灵芝属真菌具有很高的药用价值从而得到广泛的研究与应用,而多糖类化合物是灵芝属真菌的主要化学成分之一。灵芝多糖结构如分子量、单糖组成和糖苷键类型等，对其活性影响很大，本文列举了灵芝多糖结构通用的检测方法。已有实验证实，灵芝多糖的生物保健功能主要体现在降血糖、降血脂、抗肿瘤、提高免疫力和抗氧化方面。 灵芝是担子菌门担子菌纲多孔菌科灵芝属药用真菌，古代就认为其有扶正固本、滋补强壮的功效，对其药性十分推崇。灵芝类所含化学成分复杂,且因所用菌种培养方法、提取方法等不同而异.研究灵芝类的化学成分的目的,在于了解和比较灵芝属不同品种及同一品种的不同发育阶段(如子实体、菌丝体、孢子体)所含的化学成分,通过药理及临床研究确定其有效成分或有效部分.目前研究较多的灵芝化学成分主要有:三萜类化合物、多糖类、核苷类、甾醇类、生物碱类、呋喃衍生物、氨基酸多肽类、无机元素、脂肪酸等现代科学检测表明，灵芝在免疫系统的调节、通过增强宿主免疫调节功能达到抗肿瘤作用、抗病毒作用、通过提高氧化酶活性而清除体内自由基达到抗衰老的作用、降血脂等方面有着极其重要的医学作用。随着近年来对灵芝研究的不断深入，发现灵芝多糖是灵芝的主要活性物质之一，其重要性不言而喻。本文综述了近年来国内外对灵芝多糖的主要研究进展。 灵芝多糖的结构 如同其他的生物活性大分子，灵芝多糖的生物活性依赖于化学结构，因此，要研究灵芝多糖生物活性的机理，不可避免的要研究其化学结构。对灵芝多糖的化学结构的研究，主要集中于其单糖的组成、多糖分子量范围、单糖连接方式等方面。 近年来，随着研究的不断深入，对灵芝多糖的化学结构已经有了一定的了解。虽然灵芝多糖化学结构由于灵芝种类的不同而有所差异，但其化学结构的某些方面是固定不变的。 灵芝多糖的组成
多糖的分子修饰研究进展
第26卷 第3期2008年9月 贵 州 科 学GU I ZHOU S CI ENCE V o.l 26,N o .3 Sept .2008 收稿日期:2007-01-25 基金项目:贵州省优秀科教人才省长基金,贵州省自然科学基金(基合字(1999)3105) 作者简介:张难(1982-),女,重庆人,在读硕士研究生,主要从事多糖结构修饰研究.邱树毅,(1963-),男,教授,博士.通讯作者,E -m ai:l s yq i u @gz u https://www.wendangku.net/doc/067878986.html, . 多糖的分子修饰研究进展 张 难1,2,吴远根1,3,莫莉萍4,张永凤1,邱树毅1,3,王文平 1,3(1.贵州省发酵工程与生物制药重点实验室,贵州 贵阳 550003;2.贵州大学生命科学学院,贵州 贵阳 550025;3.贵州大学化学工程学院,贵州 贵阳 550003;4.贵阳市生产力促进中心,贵州 贵阳 550002)摘 要 多糖是重要的药用活性成分,具有抗肿瘤、抗凝血和免疫调节活性等多种功能,而多糖的分子 修饰能够提高它原有的活性或增加新的活性.本文详细阐述了多糖的硫酸化、磷酸化、乙酰化等分子修 饰及其对生物活性的影响,最后对多糖的分子修饰及其应用进行了展望. 关键词:多糖;分子修饰;生物活性 中图分类号 O 629.12 文献标识码 A 文章编号 1003-6563(2008)03-0066-06 PROGERSS I N MOLECULAR M ODIFICAT I ON OF POLYS AC - CHAR I DES Z H AN G N an 1,2,W U Yuan -Gen 1,3,M O L i -P ing 4,Z H AN G Y ong-F eng 1,Q IU Shu-Y i 1,3,W AN G W en - P ing 1,3 (1.G u i zhou K ey L aborato ry of F er m en tati on Eng i neering and B i ophar m acy ,Gu i y ang 550003;2.Coll ege of L ife Science ,G u i zhou U niversity ,G u i yang 550025;3.Schoo l of Chem ical Eng i neer i ng ,G uizhou U niversity , G u i yang 550003;4.Gu i yang P roductivity P romo ti on Center ,G uiyang 550002) ABSTRACT Po lysacchar i des are t he i m portant med i c i ne i ng red i ent ,wh ich play si gn ifican t ro le i n anti- t umo r ,i m m un it y m odu l a tion and anticoagulation .T he struct ura l mod ificati on of po lysacchar i des can no t on l y enhance t he ir intrinsi c activ iti es ,but a lso i ncrease the undiscovered acti v iti es .In th i s paper ,t he m ethods of struct u ra lm odifica ti on such as sulfa ti on ,phosphory l a ti on and acy lati on i n po l ysaccharides and the ir i n fluence on b i o l og ical activ i ty are i n troduced ,and t hen t he structural m odificati on and app licati on o f po l ysaccharides are prospec ted . K EY WORDS po lysacchar i de ,mo lecu l a r mod ifi cation ,b i o log ica l ac tiv iti es 多糖(po l y sacchari d es)在自然界蕴藏丰富,种类繁多,主要有植物多糖、动物多糖、海藻多糖和微生物多糖.多糖是一种重要的生物活性成分,具有重要的医疗价值,有抗肿瘤、抗凝血和免疫调节等多种的药理作用.随着糖生物学和糖化学的发展,多糖的生物活性越来越受到人们的重视,有关多糖生物活性的研究有了长足的进步和发展.海带多糖(Lam i n ria Jap onica po lysaccharides)是海带中提取的一种具有生物活性的海藻
天然植物多糖的结构及活性研究进展
２００７年第１期 ３月出版 李尔春＊ （陕西师范大学食品工程系，西安７１００６２） 天然植物多糖的结构及活性研究进展 Ｒｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｎｎａｔｕｒａｌｐｌａｎｔ ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｂｉｏｌｏｇｉｃａｌａｃｔｉｖｉｔｙ ＊李尔春，男，１９８４年出生，陕西师范大学食品科学与工程系 在读生。 收稿日期：２００６－１２－１４ ＬｉＥｒ－ｃｈｕｎ＊ （Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆｆｏｏｄｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｈａｎｘｉｎｏｒｍａｌｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ＇ａｎ７１００６２，Ｃｈｉｎａ） 摘要主要介绍了天然植物多糖的结构及生物活性功能，如抗肿瘤、免疫调节、抗疲劳、降血糖、抗病毒、抗氧化等，展望了其发展前景。关键词 植物多糖 结构 生物活性 ＡｂｓｔａｃｔｓＴｈｅｎａｔｕｒａｌｐｌａｎｔｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｔｈｅｂｉｏｌｏｇｉｃａｌａｃｔｉｖｉｔｙｆｕｎｃｔｉｏｎｗｅｒｅｍａｉｎｌｙｉｎｔｒｏ－ｄｕｃｅｄ，ｌｉｋｅｔｈｅａｎｔｉ－ｔｕｍｏｒ，ｔｈｅｉｍｍｕｎｏｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ，ａｎ－ｔｉｆａｔｉｇｕｅ，ｈｙｐｏｇｌｙｃｅｍｉｃ，ｔｈｅａｎｔｉ－ｖｉｒｕｓ，ａｎｔｉｏｘｉｄａｔｉｏｎａｎｄｓｏｏｎ．Ｉｔｓｐｒｏｓｐｅｃｔｓｆｏｒｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｗｅｒｅａｌｓｏｆｏｒｅｃａｓｔｅｄ．ｋｅｙｗｏｒｄｓＰｌａｎｔｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓＳｔｒｕｃｔｕｒｅＢｉｏｌｏｇ－ｉｃａｌａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ 多糖是指由十个以上单糖通过苷键连接而成的聚合物，他们除了作为植物的贮藏养料和骨架成分外，有些植物体内的多糖类化合物还在抗肿瘤、抗心血管疾病、抗衰老等方面具有独特的生理活性。多糖是重要的高分子化合物，但由于其单糖的组成种类和连接位置多，再加上端基碳的构型等问题，使得对多糖类化合物的研究难度加大，长时间以来未受到重视，发展比蛋白质和核酸晚。近年来由于多糖类化合物的特殊生理活性，使得对于糖复合物和多糖类化合物的研究得到了快速发展。 １多糖的结构与测定方法 从自然界分离得到的多糖是非常复杂的大混合 物，包括生物大分子的混合、不同多糖（中性多糖、酸性多糖或杂多糖） 的混合、同种多糖大小分 子的混合，因此必须采取适合特点的方法分离分级纯化，否则结构不易确定。同一样品采用不同分级方法，常有不同结果。植物的不同部位，因功能不同，其中的多糖也是各色各样的，必须分开来研究。例如人参的根、茎、叶、果中的多糖，虽都含有中性杂多糖、酸性杂多糖组分，但其组成与结构却是不同的。 多糖与蛋白质一样也具有一、二、三、四级结构。多糖的一级结构是指糖基的组成，糖基排列顺序，相邻糖基的连接方式，异头碳构型以及糖链有无分支，分支的位置与长短等。多糖的二级结构是指多糖主链间以氢键为主要次级键而形成的有规则的构象。多糖的三级结构和四级结构是指以二级结构为基础，由于糖单位之间的非共价相互作用，导致二级结构在有序的空间里产生的有规则的构象。多糖的结构测定包括纯度测定、分子量测定、单糖组成的鉴定、糖连接位置的测定、糖链连接顺序的测定、苷键构型及氧环的测定。 多糖一级结构的分析方法很多，主要分为三大 类， 即化学分析法、仪器分析法和生物学方法。① 化学分析方法。主要有：水解法、高碘酸氧化、 Ｓｍｉｔｈ降解、甲基化反应等。②仪器分析法。与化 学分析法相比，仪器分析法具有快速、准确、灵敏、操作方便等优点，是糖链分析不可缺少的手段。用于糖链结构分析的仪器方法主要有紫外光谱法、红外光谱法、气相色谱法、高效液相色谱法、质谱法、核磁共振法等。除了传统的分析技术，现代分析技术的出现和发展以及仪器之间的联用，大大推动了糖链结构的研究工作。③生物学分析法。主要包括：酶学方法和免疫学方法。 食品工程ＦＯＯＤＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ ４４
灵芝多糖的功能研究
灵芝多糖的功能研究 摘要：灵芝多糖是灵芝的主要有效成分，具有多种生理活性与药理作用。本文就近几年来对灵芝多糖在抗氧化、免疫调节、降血糖、降血脂、抗肿瘤活性等方面的研究进行了综述。 关键词：灵芝多糖;抗氧化;免疫调节;降血糖;降血脂;抗肿瘤活性Functions of Ganoderma lucidum polysaccharide Abstract:Ganoderma polysaccharide is uppermost effective component in Ganoderma lucidum,having many physiological activities and pharmacological actions.This paper summarized survey about Ganoderma polysaccharide’s anti-oxidant、immunoregulation、reducing blood glucose and lipid、anti-tumor。 Key words:Ganoderma polysaccharide;anti-oxidant; immunoregulation;reducing blood glucose and lipid;anti-tumor 灵芝多糖是从多孔菌科植物灵芝中提取的多糖类物质,具有多种药理作用,其重要性不言而喻.本文将近年来灵芝多糖主要功能研究进展作一综述。
抗氧化：张志军等[1]对灵芝多糖的还原能力及其对羟自由基和超氧自由基的清除活性进行了研究,实验中通过采用铁氰化钾还原测定灵芝多糖的还原能力，对灵芝多糖清除羟自由基、超氧阴离子的能力进行研究,试验结果表明灵芝多糖具有抗氧化的作用和清除自由基的能力。另外，谢韶琼等[2]研究发现，灵芝多糖可减少H2O2诱导角质形成细胞丙二醛的沉积,增加抗氧化酶的活性,张璐璐等[3]研究发现，灵芝多糖对·OH具有明显的清除能力，并能较强抑制过氧化脂质反应的能力. 免疫调节：耿卫朴等[4]探讨中药灵芝多糖和当归多糖对人外周血活化T淋巴细胞的免疫调节作用.实验发现灵芝多糖和当归多糖均明显促进外周血T淋巴细胞增殖和分泌IFN-γ，同时还能下调Caspase-3蛋白表达并抑制T淋巴细胞凋亡.灵芝多糖的免疫调节机制主要有[5-7]:直接或间接激活T细胞、B细胞、巨噬细胞、NK细胞等免疫细胞，促进未分化的脾细胞在体外增殖，显著提高机体的体液免疫功能和网状内皮系统的吞噬功能，增强DHA聚合酶A的活性及促进白细胞介素等细胞因子的分泌、表达,从而实现其免疫调节功能. 降血糖：曹佳等[8]以四氧嘧啶诱发小鼠发生糖尿病，研究了人参、灵芝、何首乌和枸杞四种中草药的乙醇提取物对实验性糖尿病小鼠血糖水平的影响.试验结果表明人参、灵芝、何首乌和枸 杞四种中草药的乙醇提取物均能降低实验性糖尿病小鼠的血糖 浓度,血糖降低率分别为29.61%、35.26%、33.66%和28.49%.其中以何首乌和灵芝的降糖效果最为明显,而人参和枸杞次之.方敏[9]在
植物多糖的研究进展
植物多糖的研究进展 【摘要】多糖又称多聚糖，是由单糖缩合成的多聚物，广泛分布于自然界中，是一类重要的活性物质。从20世纪50年代对真菌多糖抗癌效果的发现以来，人们开始了对多糖的化学、物理、生物学系列的研究。目前已有报道的天然多糖化合物约有300多种，广泛存在于植物、动物和微生物组织中。近年来，由于植物多糖具有免疫调节、抗肿瘤、抗衰老、降血糖等多种生物活性、毒副作用小和不易造成残留等优点[1-2]，对植物多糖的研究呈现逐渐增多的趋势。中国幅员辽阔，自然条件复杂，孕育着丰富的植物资源，为开发利用植物多糖奠定了深厚的物质基础。目前，对植物多糖的研究多集中在药理作用等方面，而对植物多糖进一步的分离纯化、结构测定、结构和功能关系及在食品、农业、工业方面的开发应用等研究工作较少。笔者参阅了部分资料，对植物多糖的结构、提取方法、药理作用及在保健品、食品、农业等领域的应用作一简要综述，旨在为今后中国植物多糖的综合利用和开发奠定技术和理论基础。 【关键词】多糖；功能；提取纯化 1 植物多糖的组成和结构 多糖是由超过10个以上、通常由几百甚至几千个单糖分子聚合而成的一类化合物。由醛糖或酮糖通过糖苷键连接而成，糖苷键分为α型和β型2种。植物多糖的糖链结合以β-1,3或β-1,6键为主，有的多糖还带有分支，带有分支链的多糖具有抗肿瘤活性。而α型连接的多糖生理活性较弱。但有研究表明[3]，α型连接的多糖也具有较强的抗肿瘤活性。多糖与蛋白质一样具有一、二、三、四级结构。一级结构是指糖基的组成，糖基排列顺序，相邻糖基的连接方式，异头碳构型以及糖链有无分支，分支的位置与长短等。二级结构是指多糖主链间以氢键为主要次级键而形成的有规则的构象。三级和四级结构是指以二级结构为基础，由于糖单位之间的非共价相互作用，导致二级结构在有序的空间里产生的有规则的构象。研究表明，同是β-1,3连接的多糖即使其一级结构完全相同，但由于二级和三级结构不同，其生理活性差异也很大[4-5]。因此，多糖的活性与其高级结构密切相关。 2 多糖提取纯化方法的研究进展 2.1植物多糖的提取方法 2.1.1水煎煮法 水煎煮法是多糖提取的传统方法,是用水作为溶剂煎煮提取多糖。因为多糖在冷水中溶解度较低,一般要在70-90热水中回流提取2~3h,将提取液真空浓缩后加入乙醇将多糖析出。目前多数国内文献采用水煎煮法提取多糖,如盛家荣等[6]采用此法从板蓝根中提取多糖,李志洲等[7]采用该法提取大枣多糖。该法
香菇多糖的研究进展
食品研究与开发 ２００７．Ｖｏｌ．２８．ＮＯ．０５ 作者简介：林楠（１９８１－），女（汉），在读硕士研究生，主要从事功能性食品的研究与开发。 ＊通讯作者：钟耀广，教授，主要从事功能性食品及食品安全方面的研究。 香菇（Ｌｅｎｔｉｎｕｌａｅｄｏｄｅｓ）是全球第二大人工种植最为普遍的食用菌［１］，由于香菇多糖具有抗肿瘤、抗病毒、提高免疫和刺激干扰素形成等功能，已成为当前研究的热点。香菇多糖作为一种辅助药物，其毒副作用小，疗效高，具有重要的研究和开发价值。本文试图对香菇多糖的提取、分离方法及其结构、生物活性等方面的研究进展进行概括和综述，为其进一步开发利用提供参考。 １香菇多糖的制备 １．１香菇的预处理 一般用于多糖提取的香菇子实体通常是干品，将 无霉变和虫蛀的优质香菇子实体置于６０℃左右的条件下干燥，以利于粉碎［２］，粉碎后过２０～８０目筛。由于香菇的脂肪含量约为干重的２％～４％［３］，因此一般不考虑脂肪对香菇提取的影响，但也有研究采用石油醚、乙醇等除去原料中的脂肪成分［４￣５］。 １．２香菇多糖的提取 多糖的提取可以采用热水、稀酸、稀碱作为浸提剂。在提取过程中，不仅要考虑到粗多糖的得率，还要保证不破坏多糖的结构。由于酸对多糖的糖苷键有破坏作用，故一般采用热水和稀碱作为浸提剂。热水浸提的温度一般为９０℃～１００℃，浸提时间１ｈ～３ｈ，浸提次数为２次～３次，合并浸提液，离心，收集上清液，减压浓缩到适当体积，加入一定量的乙醇静置过夜，离心，收集沉淀物，干燥得粗多糖。碱浸提通常采用ＮａＯＨ作为浸提液，浓度为０．１ｍｏｌ／Ｌ～１ｍｏｌ／Ｌ。 为了提高香菇多糖的提取率，减少能源消耗，缩短提取时间，研究者们尝试了一些其它的提取方法。张海容等［６］以香菇多糖为研究对象，对微波法及热水浸提法进行了比较，发现微波法的提取率高于传统热水法，且提取时间可以缩短１００倍。念保义等［７］利用超声波辅助热水法从香菇中浸提香菇多糖，不仅可以缩短提取时间，减小料液比，而且提高了提取率，降低了生产成本。董彩霞［８］利用纤维素酶作用于香菇细胞的细胞壁，使之破裂，多糖易从细胞内释放出来，以提高多糖的提取 率。也有研究先采用中性蛋白酶处理香菇粗粉，蛋白酶将与多糖结合的蛋白质酶解，使多糖释放出来，此法与传统工艺相比，提取率提高了４０％以上，多糖中杂蛋白 林楠１，钟耀广２，３，＊，王淑琴３，刘长江３ （１． 大连轻工业学院生物与食品工程学院，辽宁大连１１６０３４；２．上海水产大学食品学院，上海２０００９０；３．沈阳农业大学食品学院，辽宁沈阳１１０１６１） 香菇多糖的研究进展 摘 要：香菇多糖是真菌多糖中的一类，是目前最有开发前途的功能食品和药品资源之一。综述了香菇多糖的提取、 分离纯化、结构分析、生物活性等方面的研究概况。关键词：香菇多糖；提取；分离纯化；结构；活性 ＲＥＶＩＥＷＯＮＡＤＶＡＮＣＥＭＥＮＴＯＦＰＯＬＹＳＡＣＣＨＡＲＩＤＥＦＲＯＭＬＥＮＴＩＮＵＬＡＥＤＯＤＥＳ ＬＩＮＮａｎ１，ＺＨＯＮＧＹａｏ－ｇｕａｎｇ２，３，＊，ＷＡＮＧＳｈｕ－ｑｉｎ３，ＬＩＵＣｈａｎｇ－ｊｉａｎｇ３ （１．Ｃｏｌ ｌｅｇｅｏｆＢｉｏｌｏｇｙａｎｄＦｏｏｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＤａｌｉａｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＬｉｇｈｔＩｎｄｕｓｔｒｙ，Ｄａｌｉａｎ１１６０３４，Ｌｉａｏｎｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ；２．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＦｏｏｄＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＳｈａｎｇｈａｉＦｉｓｈｅｒｉｅｓＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００９０，Ｃｈｉｎａ；３．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＦｏｏｄＳｃｉｅｎｃｅ，ＳｈｅｎｙａｎｇＡｇｒｉｃｕｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１０１６１，Ｌｉａｏｎｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｐｏｌ ｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｆｒｏｍＬｅｎｔｉｎｕｌａｅｄｏｄｅｓｉｓｏｎｅｏｆｆｕｎｇｕｓｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ．Ｉｔｉｓｒｅｇａｒｄｅｄａｓｏｎｅｏｆｔｈｅｍｏｓｔｐｒｏｍｉｓｉｎｇｒｅｓｏｕｒｃｅｓｏｆｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｆｏｏｄａｎｄｄｒｕｇｓ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｉｔｉｓｒｅｖｉｅｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｓｔｕｄｉｅｓｏｎｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ，ｉｓｏｌａｔｉｏｎａｎｄｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌａｎａｌｙｓｉｓ，ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌａｃｔｉｖｉｔｙｏｆｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｆｒｏｍＬｅｎｔｉｎｕｌａｅｄｏｄｅｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｌｅｎｔｉｎｕｌａｅｄｏｄｅｓｐｏｌ ｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅ；ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ；ｉｓｏｌａｔｉｏｎａｎｄｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ；ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ａｃｔｉｖｉｔｙ综述 １７４
微生物多糖的研究进展
微生物多糖的研究进展 生命科学技术学院08级2班杜长蔓 摘要: 就微生物多糖的种类，生物合成、提取与纯化、实现了工业化的微生物多糖及其应用进行了综述, 展望了微生物多糖开发利用的前景。微生物多糖主要指大部分细菌、少量的真菌和藻类产生的多糖。微生物多糖由于具有安全性高、副作用小、理化特性独特等优点而使其在食品和非食品工业备受关注,尤其在医药领域具有巨大的应用潜力。微生物多糖在细胞内主要有三种存在形式: ①黏附在细胞表面上,即胞壁多糖; ②分泌到培养基中,即胞外多糖; ③构成微生物细胞的成分,即胞内多糖。而其中的胞外多糖具有产生量大、易于与菌体分离、可通过深层发酵实现工业化生产。一般微生物多糖的生产主要是利用淀粉为碳源,经过微生物的发酵进行生产,也有通过利用微生物产生的酶作用制成的。能够产生微生物胞外多糖的微生物种类较多,但是真正有应用价值并已进行或接近工业化生产的仅十几种。近几年,随着对微生物多糖研究的深入,世界上微生物多糖的产量和年增长量在10 %以上,而一些新兴多糖年增长量在30 %以上。到目前为止,已大量投产的微生物胞外多糖有黄原胶(Xant han gum) 、结冷胶( Gellan gum) 、小核菌葡聚糖(Scleeroglucan) 、短梗霉多糖( Pullulan) 、热凝多糖(Curdlan) 等。微生物多糖和植物多糖相比较具有以下优势:①生产周期短,不受季节、地域、病虫害等条件的限制; ②具有较强的市场竞争力和广阔的发展前景; ③应用广泛,例如已作为胶凝剂、成膜剂、保鲜剂、乳化剂等广泛应用于食品、制药、石油、化工等多个领域。据估计,目前全世界微生物多糖年加工业产值可达80 亿左右。 关键词: 微生物多糖; 生物合成; 提取与纯化;开发应用 0引言 多糖是一种天然的大分子化合物，来源于动物、植物及微生物，在海藻、真菌及高等植物中尤为丰富。它是由醛糖和（或）酮糖通过糖苷键连接成的聚合物，作为有机体必不可少的成分，同维持生命体机能密切相关，具有多种多样的生物学功能。 根据多糖在微生物细胞内的位置，可分为胞内多糖、胞壁多糖和胞外多糖。人们对多糖的初始研究可追溯到1936 年Shear对多糖抗肿瘤活性的发现, 但微生物多糖倍受关注是从20 世纪50 年代开始的. 20 世纪50 年代, J eanes等人筛选、获得了许多黄原胶(Xan than gum ) 的产生菌. 1964 年, 原田等人从土壤中分离到产凝结多糖(Cu rdlan, 又称热凝多糖) 的细菌, 后发现农杆菌(A grobacterium sp. ) 也可以产生该多糖. 1978 年,美国人生产制造了产生于少动鞘脂类单胞菌(S p hing om onas p aucim obilis, 旧称伊乐藻假单胞菌) 的结冷胶(Gellan gum , 又称胶联多糖). 随后, 小核菌葡聚糖(Scleeroglucan)、短梗霉多糖(Pu llu lan, 又称普蓝)、透明质酸( Hyalu ron ic acid)、壳聚糖(Ch i2tasan) 等微生物多糖又相继被人们发现.近年来又兴起一些新型微生物多糖如海藻糖、透明质酸、壳聚糖等的研究。微生物多有广泛的应用价值, 已作为乳化剂、增稠剂、稳定剂、胶凝剂、悬浮剂、润滑剂、食品添药品等应用于石油、化工、食品、医疗、制药保健等多个领域[1 ]. 为了不断开发微生物多糖的潜能, 仍然需要筛选、分离新的多糖产生菌, 了解多糖的生物合成, 研究它们的结构、理化学特性,进一步拓展它们的应用领域. 1微生物多糖的生物合成 多糖有的合成于微生物的整个生长过程, 有的合成于对数生长后期, 而有的则合成于静止期. 它们种类繁多, 可分为同型多糖和异型多糖, 都是由相同或不同的单糖或者和其它基团在特
植物多糖的研究进展
植物多糖的研究进展 11食品科学余勇 11720525 摘要：植物多糖具有多种生物活性，近年来已成为研究热点。本文综述了植物多糖的提取分离、结构鉴定的方法及其主要生物活性，并展望了其发展前景。 关键词：植物多糖提取分离生物活性 多糖是普遍存在于自然界中的由许多相同或不同的单糖通过糖苷键连接在一起的多聚化合物，是维持生命活动正常运转的基本物质之一。根据单糖的组成可分为同多糖和杂多糖。同多糖指由相同单糖构成的多糖，如淀粉、纤维素等；杂多糖由不同的单糖组成，结构上还可能与蛋白质或者核酸等结合形成结合型多糖。植物多糖是多糖的重要组成部分。植物多糖在早期的天然产物化学研究中，因活性不明显，常作为无效成分弃去。由于生物学、化学等学科的飞速发展，自2O世纪8O年代来，人们对植物多糖的生物活性有了新的认识。科学实验研究显示，植物多糖具有许多生物活性功能，包括免疫调节、抗肿瘤、降血糖、降血脂、抗辐射、抗菌、抗病毒、保护肝脏等，且对机体毒副作用小。因此，对植物多糖的研究开发已成为医药保健品行业热门领域。如香菇多糖、灵芝多糖、云芝多糖已在国内临床上广泛应用。而其他一些植物多糖正在深入研究，如桑黄多糖、猪苓多糖、人参多糖、枸杞多糖等。 1 植物多糖的提取、分离和鉴定 1．1 植物多糖的提取 多糖是极性大分子，所以从植物中提取多糖，一般采用不同温度的水稀碱或稀盐溶液提取。由于水提时间长且效率低，酸碱提易破坏多糖的立体结构及活性。因此，发展高效，维持多糖结构和生物活性的方法至关重要。涂国云等采用酶法提取多糖，即采用复合酶一热水浸提相结合的方法，复合酶多采用一定的果胶酶、纤维素酶及中性蛋白酶，此法具有条件温和、杂质易除和提高效率等优点。同一原料，分别用水、酸、碱、盐或酶法提取，所得多糖往往是不同的。 1．2 植物多糖的分离纯化 利用不同多糖分子大小和溶解度不同而分离。常用季铵盐沉淀法和有机溶剂沉淀法。如安络小皮伞粗多糖的纯化方法，在多糖溶液中加入不同浓度乙醇溶液。得到多个多糖；还可用葡聚凝胶(Sephadex)琼脂糖凝胶(Sepharose)以不同浓度的盐溶液和缓冲溶液作为脱色剂，采用凝胶柱层析法使不同大小的多糖分子得到分离纯化，但该方法不适宜粘多糖分离。
食用菌多糖研究进展
微生物专题报告——食用菌多糖功能的研究概况 141201019 微生物学魏华 食用菌作为天然食药资源，营养丰富，含蛋白质、必需氨基酸、多糖、维生素等多种成分。食用菌多糖虽然含量比例仅占0.48-0.87%，却具特异的生物学功能活性。如具有抗肿瘤活性；可显著提高巨噬细胞吞噬量，刺激抗体产生，增强人体免疫功能；可降血糖、降血脂；可显著增加脑和肝脏组织中的过氧化物歧化酶SOD酶活力，抗氧化、抗衰老；保肝、抗辐射等等。 1971 年，Maeda 等从香菇中分离出一种具有抗肿瘤活性的多糖，这个研究发现影响重大，使更多的科学家开始研究真菌中的活性多糖[14]。截至目前，国内外已从食用菌中筛选出200 种有生物活性的多糖。同时，对于多糖的研究不仅只是研究其的生物学活性，更多的是利用生物学手段研究多糖分子的化学结构及结构与功能之间的关系[13]。国内对多糖的研究起步较晚，但在研究糖类的作用机理时，紧密与中医药的理论相结合，进展甚快。70 年代以来，我国在云芝、银耳、灵芝、黑木耳、裂褶菌、冬虫夏草、猴头菌和竹荪等中分离得到具有显著生理活性的、单一成分的多糖物质。目前，我国对药用多糖的研究仍多偏重于提取、分离、纯化、和研究药理活性等方面。虽然已有用于治疗癌症的商业化产品，但积累的临床资料仍很缺乏，大部分多糖产品尚处于实验阶段或仅用于保健品，还需重视新兴的糖生物学及工程学，提高研究水平。 1.食用菌多糖的种类 近年来研究报道的真菌多糖，主要有四类，葡聚糖、甘露聚糖、杂多糖、糖蛋白。 1.1葡聚糖 葡聚糖（Glucan），尤其是β(1-3)连接的葡聚糖具有多种活性[15-20]。如从金顶侧耳（Pleurotus citrinopileatus）子实体中分离的多糖，分子量为1.89×104，可能的结构是主链为β(1-3)连接的葡聚糖，支链为β(1-6)连接的葡萄糖[21]。从黑石耳（Dermatocarpon miniatum）子实体中分离的具有抗氧化功能的多糖，主要结构为α(1-4)(1-6)连接的葡聚糖，分子量为1.80×106[22]。从栓菌（Trametes suareclens）中分离的多糖分子量5.0×10 4，主链为β(1-3)-D-Glucan，支链为β(1—6)连接的葡萄糖。从斜顶菌（Clitopilus caepitosus)）多糖分子量1.32×106，主链为β(1-3)连接的葡聚糖，支链有较多的β(1-6)连接的葡聚糖链和较少的β(1-4)连接的葡聚糖链，分别连在主链的O-6 位和O-4 位。 1.2甘露聚糖
灵芝多糖的功能特性
灵芝多糖的功能特性 摘要:对灵芝多糖的功能进行了详细阐述及其应用和展望。 关键字：灵芝多糖功能应用 Abstract:This paper summarized about ganoderma lucidum polysaccaride's function appliance and development and so on . Keyword:ganoderma lucidum polysaccaride function appliance 一、灵芝多糖的功能： 1、免疫调节功能 迄今为止,关于灵芝多糖免疫调节功能的机制还不十分清楚,普遍认为其免疫功能可能是灵芝多糖能直接或间接激活 T 细胞、B 细胞、巨噬细胞、自然杀伤细胞 (NK)等免疫细胞、促进未经纯化脾细胞在体外增殖,增强 DNA多聚酶a的活性及促进白细胞介素分泌等实现其免疫功能。据报道,许多适量灵芝多糖可明显增加T细胞增殖、T 细胞表面表型表达及 T细胞诱生 IL-2 能力,增强 T 细胞DNA多聚酶活性、增加 T 细胞亚类数量和功能具有明显免疫增强和恢复作用。 2、抗辐射 辐射对机体造成损害的机制之一是产生大量自由基,引发一系列脂质过氧化反应,引起细胞中核酸、蛋白质分子结构的破坏,最终对各组织和器官造成严重的损害,同时,辐射引发免疫功能降低,基因突变等也是严重危害人体健康的。 3、灵芝多糖的抗肿瘤作用 灵芝多糖能防止肿瘤的发生和抑制肿瘤的生长,并已用于临床治疗肿瘤。实验证明,大多数灵芝多糖的抗肿瘤作用是作为一种生物反应调节剂, 通过增强宿主免疫调节功能即宿主介导抗肿瘤活性来实现的灵芝多糖并无细胞毒作用,即不能直接杀死肿瘤细胞, 而是通过增强Ma的吞噬功能,促进T 淋巴细胞增殖, 增强T 细胞的细胞毒作用, 诱导某些免疫因子产生等途径来抑制肿瘤生长。 4、灵芝多糖的抗衰老作用 近代的科学研究证明,灵芝菌丝体和子实体中含有的高分子多糖类生理活性物质除具有增强机体免疫功能和抑制肿瘤生长的活性外,还有延缓衰老的作用。山西农业大学的陈书明等研究了灵芝菌丝体中含氮多糖对动物机体红细胞内过氧化物歧化酶( SOD)活性的影响。结果表明,灵芝含氮多糖对实验小鼠红细胞内SOD 的活性有明显的增强作用。邢国庆等的研究发现,灵芝多糖口服液可提高 SOD 含量,增强机体自由基的清除能力,减少自由基对机体的损伤,终止脂质过氧化,保护细胞膜, 延缓衰老。雷林生等的研究证明, 每日喂小鼠灵芝多糖 25mg/ kg 和50mg / kg ,连续4d,可明显增强老年小鼠脾细胞内 DNA 多聚酶的活性,与对照组相比分别增加44. 0%和 58. 4%。 5、灵芝多糖的抗血栓、抗血凝作用 灵芝的水溶性部分可抑制血小板聚集。灵芝子实体经水提、乙醇沉淀制得的灵芝多糖( GLPS)精品,能明显延长小鼠的凝血时间和出血时间( P< 0. 01)。GLPS 能明显抑制大鼠的血栓形成( P< 0. 01) ,降低纤维蛋白原的含量( P< 0. 01) , 同时能明显延长部分凝血时间( P<0. 01) 。说明GLPS 具有抗血栓和抗凝血的作用,以每日 200、100、50mg/ kg 灵芝多糖给小鼠喂药7d,可明显地延长小鼠凝血时间;每日以140、70 和35mg/ kg 灵芝多糖喂大鼠7d,能明显延长大鼠体内血栓形成的时间, 抑制血瘀大鼠体外血栓的形成并降低血瘀大鼠的血浆比粘度。 6、抗氧自由基作用
植物多糖的研究现状和发展展望
植物多糖的研究现状和发展展望 摘要：本文阐述了植物多糖提取分离纯化主要的方法，简要叙述了植物多糖生物活性的研究现状，并对植物多糖未来的研究方向进行了建议。 关键词：植物多糖，研究现状，发展展望 Abstract: This paper describes the plant polysaccharide extraction separation purification method, briefly describes theresearch status of biological activities of plant polysaccharide,and some suggestions for future research direction of plant polysaccharides. Keywords: plant polysaccharide,research situation, development prospect 多糖研究开始于20世纪40年代，经过几十年的努力人们对于多糖这一类重要的生命物质有了较为深刻的认识，也使这一学科成为当今生命科学研究最为活跃的领域之一。多糖根据来源可分为动物多糖、植物多糖、微生物多糖，广泛存在于动植物体内和微生物的细胞壁中。植物多糖因其来源广泛，无细胞毒性，应用生命体后毒副作用小、药物质量可通过化学手段进行控制等优点成为当今新药及功能性保健食品和绿色食品添加剂发展的新方向。目前对于植物多糖的研究大体分可分为以下几个方面：植物多糖的测定、植物多糖生物活性的研究、植物多糖的应用。 1、植物多糖的测定 植物多糖的测定包括提取和分离纯化的研究、植物多糖的纯度鉴定及相对分子量的测定、植物多糖的含量测定、植物多糖的结构分析。 1.1提取及分离纯化 1.1.1提取 由于大多数植物多糖都是极性大分子化合物，对于植物多糖的提取通常是用水、盐或者稀酸液、稀碱液在不同温度下进行提取。采用不同溶剂提取的多糖成分不同，其生物活性也有较大差异。 水提醇沉法提取多糖操作简单且效果较佳，在中药有效成分提取中应用已久，大多是作为澄清液体的一种方法，但由于其提取多糖纯度不高，且随着新的活性多糖的发现，水提醇沉法的单独使用已难以满足提取要求。而有些多糖更适合用酸碱溶液进行提取，但是需对酸碱度进行严格的控制以防酸碱度过高使多糖糖苷键被破坏而失去生理活性，且容易引入杂质，这一操作要求提高了提取操作和后续分离的复杂性，限制了应用范围。总体来说，从成本及操作安全方面来看，溶剂提取多糖中水法提取更为简单宜用。 现在随着科学技术的发展，酶法提取、微波提取法、超声提取法等新兴提取方法也开始广泛应用于多糖提取中。 酶提取法是利用酶对细胞结构的破坏作用，是存在于细胞内部的多糖释放出来，从而提高多糖的提取率。在使用酶提取多糖的过程中，酶可降低提取条件，在温和的条件下分解植物组织，加速多糖的释放或提取。植物中除含有多糖外，还含有一定量的蛋白质、淀粉、胶质、粗纤维及脂肪，使用酶还可分解提取液中的这些物质，从而有利于多糖的分离和纯化。酶提取法多糖具有条件温和、杂质易除、提取率高和生物活性高等特点。常用的酶有蛋白酶、纤维素酶、果胶酶等。在实际使用酶对多糖提取操作时，有时根据提取物质的不同和多糖提取难易度将几种酶结合起来共同使用，可大大提高提取率，这种方法称为复合酶提取法。超声波提取法是利用超声辐射产生的空化作用、机械作用和热学作用对植物细胞进行破碎，之后再用水醇沉法对多糖进行提取，这一方法及有效缩短了提取时间又提高了多糖提取率。微波提取法是一种新型萃取技术，利用高频电磁波穿透萃取介质，细胞液吸收微波能，细胞内温度迅速升高，压力增大，使细胞壁破裂，有效成分被释放出来进入溶剂中，从而被提取。
灵芝多糖的研究进展_张卫国
中图分类号：Ｒ９７９．１ Ｒ７３０．５３；文献标识号：Ａ ；文章篇号：１００７－２７６４（２００３）０３－００３６－８５ 灵芝多糖的研究进展 张卫国１ 刘欣２ 陈永泉２ （１韶关大学英东生物工程学院 韶关 ５１２００５）（２华南农业大学食品学院 广州５１０６４２） 摘 要： 灵芝多糖是灵芝中含有的一种高分子活性多糖，具有多种生理功能，国内外对此开展了广泛的研究。本文对其生理功能、结构特点、发酵生产等方面的研究进行了综述。 关键词：多糖；生理功能；结构；发酵 Research advance of G.japonicum polysaccharide Zhang Weiguo1, Liuxin 2, Chen Yongquan2 (1 Food Department , Shaoguan University, Shaoguan ,512005) (2 Food college, South-China Agricultural University, Guangzhou 510642) Abtract: G.japonicum Polysaccharide is a high-molecule active material that has many functions. Its research has done widely at home and abroad. The paper reviews its function, structure and fermenting production.。 Key words: polysaccharide; function; structure; fermentation １ 灵芝及其医疗保健作用 灵芝是一种营养、保健价值极高的大型担子菌。目前已知灵芝属约有100多种，其中以赤芝和紫芝的药理价值最高，临床上主要也是使用这两种灵芝[1]。我国是灵芝真菌资源丰富的国家，它们多生长在浙江、江西、湖南、广西、云南、贵州、福建、海南等地区，紫芝是中国特有的灵芝种类[2]。灵芝含有有机锗、高分子多糖、灵芝酸及腺嘌呤核苷等生物活性成分。 灵芝与人类健康有极其密切的关系。关于灵芝的药效作用，历代本草学家都有所论述，早在2千多年前的春秋战国时期，《列子、汤问》列御寇中云“朽壤之一，有菌之者”，并总结当时利于灵芝治病保健的经验：“煮百沸其味清芳，饮之明目，脑清、心静、肾坚，其宝物也”[3]。 最早的药学著作《专著神农本草经》把灵芝列为上品，谓其“久味苦平，主治胸中结，益心气，补中，增智慧，不忘，久服轻身不老”。 李时珍在《本草纲目》中对灵芝药性和功效作了详尽的记述：赤芝，苦平无毒，主治胸中结、益心收稿日期：２００３－５－２ 气、补中、增智慧、不忘；紫芝，甘温无毒，好颜色、治虚劳、治痔[4]。 现代医学药理研究和临床上都已证明：灵芝可增强机体对自由基的清除能力，故能减少自由基对机体的损伤，有延缓衰老之功效，还可以提高免疫力、抗炎症、降低血液中胆固醇含量、降血脂、降血糖等药效[6]。 ２ 活性多糖的研究概述 活性多糖是一种具有某些特殊生理功能的多糖类高分子化合物，广泛存在于植物、动物和微生物组织中。按照来源分类，活性多糖分为植物多糖、动物多糖、微生物多糖等，还可以进一步细分，如微生物多糖再分为细菌多糖和真菌多糖等。按照化学结构分类，多糖分为均多糖和杂多糖[7]。活性多糖作为药物始于1943年，六十年代后，活性多糖作为广谱免疫促进剂引起了人们极大的兴趣[8]。八十年代又发现活性多糖的糖链在分子生物学中具有决定性的作用，能控制细胞分裂和分化，调节细胞的生长和衰老[9]。近年来，多糖结构与功能的关系以及多糖复合物疫苗等研究在国际上受到了较多的关注。 85