绿藻多糖的生物活性研究进展
1 【综述】
绿藻多糖的生物活性研究进展
海藻是生长于海洋中的低等植物，是海洋生物的重要组成之一。绿藻是种类最多的一类海藻，是藻类植物中最大的一门，约有350个属，7500～8000种。研究表明，绿藻多糖是绿藻的主要化学成分，含量丰富。多糖是所有生命有机体的重要组分，并在控制细胞分裂和分化、调节细胞生长和衰老以及维持生命有机体的正常代谢等方面有重要作用。因此，关于绿藻多糖的研究越来越受到研究人员的关注。目前，对绿藻多糖研究比较多的种属主要为石莼属(Ulva)、松藻属(Codium)、浒苔属(Enteromorpha)、礁膜属(Monostroma)、小球藻属(Chlorella)和刚毛藻属(Ctadophora)等。水溶性硫酸多糖是绿藻多糖的主要成分，其组分和结构随着绿藻种类的不同而不同，通常可分为两类，一类为木糖-阿拉伯糖-半乳糖聚合物，另一类为葡萄糖醛酸-木糖-鼠李糖聚合物[1]。绿藻多糖具有降血脂、降血糖、抗氧化、抗肿瘤、抗病毒、免疫调节、抗凝血、抗辐射、抗菌、抗炎等多种生物活性。
一、绿藻多糖的降血脂活性
70年代初，就有人研究得出结论，多数绿藻都有降低血浆胆固醇水平的作用，后经证实其活性组分为多糖。后来，相继有报道证实了绿藻多糖的降血脂作用。周慧萍等[2]从福建产的浒苔中分离和纯化得到一种酸性异多糖，并研究证实其有降血脂及提高超氧化物歧化酶活力、降低脂质过氧化物含量的抗衰老作用。Pengzhan Y等[3]用不同分子量大小的浒苔多糖灌胃高血脂大鼠，发现其能显著降低总胆固醇
2 （TC）、甘油三酯（TG）、低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C），升高高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）。王艳梅等[4]进行了孔石莼多糖对高脂血症的影响研究，表明低、中、高三个剂量的多糖样品均有显著的降甘油三酯作用，中、高剂量组可显著降低血清中总胆固醇及低密度脂蛋白胆固醇。徐娟华等[5]也证实了石莼多糖对外源性高脂血症有较好的降胆固醇、甘油三酯的作用。
二、绿藻多糖的抗氧化活性
机体代谢过程中产生的自由基可引发脂质、蛋白质、核酸分子的氧化性损伤，导致衰老。研究表明，绿藻多糖具有抗氧化活性，能够延缓衰老。Guzman等[6]发现小球藻Chlorella stigmatophora和Phaeodactylum tricornutum水溶组分具有自由基消除能力。Kaplan等[7]报道不同种类的小球藻多糖具有不同的金属鳌合能力。Wu等[8,9]研究酶消化后绿藻寡糖的抗氧化活性时发现礁膜Monostroma nitidum寡糖具有很高的过氧化氢消除能力和还原能力。
三、绿藻多糖的抗肿瘤活性
根据绿藻多糖的抗肿瘤活性国内外报道：绿藻中松藻科提取的主要是半乳糖、甘露糖及阿拉伯糖组成的硫酸化杂多糖，对接种S180实体瘤和艾氏腹水瘤20天的小鼠，抑瘤率可达37%~42%[10]。Sheng等[11]从蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)中提取的酸性多糖体外对A549细胞的抑制率可高达68.7%。
四、绿藻多糖的抗病毒活性
绿藻多糖不仅能够抑制病毒的吸附，而且能影响到病毒复制。从
3 而成为一种有效的抗病毒活性成分。病毒吸附可分为两个阶段，一是病毒体与细胞接触，进行静电结合，此过程是非特异的，可逆的。二是病毒表面位点(蛋白质结构)与宿主细胞膜上相应受体结合，此过程是特异的，非可逆的。绿藻硫酸多糖通常能抑制以上两个过程，通过掩盖病毒膜糖蛋白上的有效位点或与宿主细胞的CD4受体结合阻断病毒对宿主细胞的吸附从而实现抗病毒作用。通常，抗病毒活性依赖于它们的硫酸化程度。硫酸化程度加大后，抗病毒活性增强[12]。
研究表明，绿藻多糖对多种病毒均有抑制作用，如单纯疱疹病毒、巨细胞病毒、艾滋病毒、流感病毒和植物病毒等。Lee等[13]研究了从Monostroma latissimum中提取的一种硫酸鼠李聚糖，其在体外表现出了对单纯疱疹病毒类型1(HSV-1)、人细胞巨化病毒(HCMV)以及人免疫缺陷病毒类型1(HIV-1)复制的抑制作用。另外，Lee等[14]从10种绿藻中提取了11种天然硫酸多糖并测定了它们的抗HSV-1病毒的活性，除一种外，其他多糖都表现出抗病毒活性。抑制率50%的多糖质量浓度为0.38～8.5 mg/L，且毒性很低。Ghosh等[15]研究了Caulerpa
racemosa多糖的体外抗病毒活性，该多糖能有效抑制HSV-1和HSV-2两种类型的疱疹病毒。lvanova等[16]从石莼Ulva lactuca中提取到一种多糖，它在体外具有抗人和禽流感病毒的作用。
五、绿藻多糖的免疫调节作用
绿藻多糖的免疫调节作用是其非常重要的作用之一，能在多个途径，多个层面对免疫系统发挥调节作用，如能提高T淋巴细胞转化率，活化巨噬细胞，诱导免疫调节因子的表达，促进干扰素、白细胞介素
4 的生成等。目前，已发现了多种绿藻多糖具有免疫调节作用。
徐大伦等[17]观察了浒苔多糖对机体免疫的影响。发现适宜浓度的浒苔多糖明显地促进T、B淋巴细胞的增殖反应作用；而且适当浓度的浒苔多糖对抗原提呈细胞活化所致的诱导干扰素-γ(IFN-γ)的产生有非常明显的增强作用。Pugh等[18]从小球藻Chlorella pyrenoidosa中提取的多糖能够激活人单核细胞和巨噬细胞的产生。能直接增加白细胞和肿瘤坏死因子。该多糖在体外激活单核细胞能力是目前应用于临床癌症免疫疗法多糖100倍到1000倍。Nika等[19]从绿藻刺松藻冷水提取物中得到的硫酸多糖能与几种免疫细胞活素协同作用，如白细胞介素-2、白细胞介素-7和INF-γ，能够增强机体免疫能力。Shan等[20]将8种海藻中提取的水溶性多糖用人体淋巴细胞进行免疫活性研究，结果表明绿藻多糖能明显促进人体淋巴细胞的增殖，显示了其提高免疫活性的良好作用。
六、绿藻多糖的抗凝血活性
海藻的抗凝血活性已经研究了60多年，褐藻、红藻、绿藻均有抗凝血活性。主要的活性物质是一系列的硫酸多糖，其中硫酸半乳聚糖和硫酸岩藻聚糖分别是红藻和褐藻的活性成分，而绿藻的活性成分主要为硫酸阿拉伯聚糖或硫酸鼠李聚糖。其作用机制主要是通过加强抗凝血酶Ⅲ和肝素辅助因子Ⅱ起作用，或者直接抑制凝血酶活性和纤维蛋白聚合，是重要的内生抑制剂[21]。
目前，已发现多种绿藻多糖具有抗凝血活性。Hayakawa等[22]从8种绿藻中提取到8种多糖，全部表现出抗凝血活性，这8种绿藻分属于
5 松藻属、石莼属和礁膜属，多糖通过依赖于肝素辅助因子II的途径抑制凝血酶，其抗凝血作用机制不同于肝素。Shanmugam等[23]分析了13种印度海岸的海藻硫酸多糖含量和它们的抗凝血活性，得知松藻属的几个种类表现出较高的抗凝血活性。另外，Kweon[24]也证明松藻属海藻多糖可显著延长活化部分凝血活酶时间(APTT)时间。Matsubara等[25,26]从Codium cylindricum中提取的多糖也表现出了类似肝素的活性，在浓度为15 mg/L时，能够显著延长APTT和凝血酶时间(TT)时间。
七、绿藻多糖的抗辐射作用
随着人类科技的发展，人类的活动也日益扩展，核电站、核武器，医学诊断，电子产品如电脑、手机的使用，都使人类遭受比以往更多、更强的辐射。所以目前对抗辐射药物的研究已引起人们的重视。
据报道，有些海藻多糖也具有抗辐射功能。顾宁炎等[27]研究表明，紫球藻胞外多糖PSP在体内对小鼠免疫功能具有正调节作用，表现为提高小鼠淋巴细胞增殖水平，NK细胞杀伤活性和IL-2活性。IL-2可以激活T细胞，增强NK细胞活性，改善对60Coγ射线辐射引起的免疫功能低下，使小鼠的免疫功能达到正常甚是超过正常水平。
八、其他
绿藻多糖除具有上述活性外，还具有抗菌、抗炎、降血糖等生物活性。Vlachos等[28]报道了从南非采集的浒苔热水提取多糖具抗菌活性，发现多糖对细菌的抑制能力好于酵母菌和霉菌。左绍远等[29]研究螺旋藻多糖降血糖活性，发现螺旋藻多糖能有效地降低糖尿病小鼠血糖。可见，绿藻多糖是一类具有重要生物活性的非常有药用价值的化
6 合物。
海洋蕴涵着生物种类的80%以上，是生物多样性的巨大储存库[30]。我国绿藻资源十分丰富，急待人们去认识与开发。因此，以廉价绿藻为物质基础，以生物工程为技术手段，在医药、食品、饲料、化工和化妆品等行业生产出大批量有重要价值的产品，应该成为学术界和产业界共同奋斗的方向与目标。总之，绿藻多糖作为一类具有重要生物活性的天然多糖化合物，其生物活性已逐渐为人类所认知。在科学技术高度发达的21世纪，绿藻多糖的研究、开发与利用必将具有更加广阔的前景。
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海洋生物多糖的种类及其生物活性_徐静
[研究进展]海洋生物多糖的种类及其生物活性Thecategoryandbioactivityofpolysacchorideofmarineorganisms.XUJing,XIERong-tao,LINQiang,etal.(HainanUniversityPhysicsCollege,Haikou570228,Hainan,P.R.China)徐静,谢蓉桃,林强,冯玉红,黄志明,陈太学摘要:海洋生物中存在许多天然活性多糖,根据其来源不同可分为三大类,海藻多糖,海洋动物多糖,海洋微生物多糖。由于其中不少海洋生物具有显著的抗肿瘤功能,并有部分已具有工业化生产价值,另一部分则可望开发成新药。现从海洋生物多糖的种类及其生物活性方面对目前国内外海洋药物的研究状态及进展进行了综述。关键词:海藻多糖;海洋动物多糖;海洋微生物多糖;海洋药物中图分类号:R282.7705 文献标识码:B 文章编号:1009-9727(2006)07-1277-02 海洋占地球表面积的70.78%[1],生物种类约占地球生物总量的87%。海洋生物生活在一个具有一定水压,较高盐度,较小温差,有限溶氧,有限光照的海水化缓冲体系中。由于特殊的生活环境,导致海洋生物体内多糖的合成过程与陆地生物不同,并产生许多结构新颖作用特殊的活性物质,使其具有显著的药理稳定性和保效性,对正常细胞毒副作用,对防止癌症,降低血糖血脂具有独特效应,已成为开发新药特药的主要方向之一。海洋生物多糖根据起来源不同可分为三大类,海藻多糖,海洋动物多糖和海洋微生物多糖.1 海藻多糖海藻多糖即指海藻中所含的各种高分子碳水化合物,是一类多组份混合物,一般为水溶性,多具有高粘度或凝固能力,如螺旋藻多糖、褐藻多糖、紫球藻多糖等。1.1 螺旋藻多糖 螺旋藻多糖(PolysaccharidcofSpirulina,PS)是从钝顶螺旋藻(Spirulinaplatensis)中提取的具有多种生物活性的天然糖蛋白类物质,具有主要的生物活性,与其他多糖一样具有抗癌,抗辐射和提高机体免疫功能等作用,因而得到广泛的应用。1991年刘力生等[2]证明它对腹水型肝癌细胞及肉瘤180有杀伤抑制作用;这种物质除能增强骨骼细胞的增殖性外,还能显著减少小鼠骨骼细胞辐射遗传损伤,降低突变率。1996年日本科学家证明它有抗病毒及免疫力提高作用;1997年王友顺等[3]证明它对环磷酰胺(CY)在小鼠体内引起的造血功能障碍有明显减轻并能明显降低因CY作用的动物死亡率(P<0.05);2000年张以芳等[4]证明它对肺癌细胞,胃癌细胞,白血病细胞HL-60经长时间作用可逐渐解体。1.2 褐藻多糖 褐藻多糖具有较强的生物学活性,不仅有免疫促进和抗病毒作用,而且还具有抗肿瘤活性。如:羊栖莱多糖对某些细胞免疫有加强作用[5]。海带多糖对小鼠的高血糖还有作用,并且对人的遗传性高血糖症也有明显疗效。褐藻胶可以降低血脂。褐藻糖胶,褐藻淀粉通过吸附,离子交换,凝胶过滤作用,改变肠道内环境,降低血清胆固醇和血中甘油脂和血糖的吸收,从而达到降低血糖血脂的作用[6]。亨氏马尾藻(Sargassumhenslowanum)硫酸多糖对小鼠艾氏腹水瘤和腹水型肉瘤180有较明显的抑制作用[7]。鼠尾藻(Sargassumthunbergi-i)多糖具有抗癌,驱虫,抑病毒和抗溃疡的作用[8]。Nakashima等[9]从红藻Schizymeniapacifica中提取的多糖硫酸脂(SAE),分子量为2×106,能显著抑制HIV感染者的MT-4细胞内HIV的复制。1.3 紫球藻多糖 紫球藻(Porphyridiumsp.)是属于红藻门,原红藻纲,紫球藻目,紫球藻科,紫球藻属的一种单细胞红藻,是多种天然产物的来源,特别是硫酸多糖,对各种病毒有抑制作用,如艾滋病毒(HIV-1)、单疱疹病毒(HSV-1,HSV-2)、巨细胞病毒(CMV)、流感病毒、囊状胃类病毒(vsv)、劳斯肉瘤病毒和鸟肉病毒等有明显抗性,它能降低白来亨鸡的血清胆固醇水平和改善蛋黄脂肪酸组成,改变雄性Spraguc-Dawlcy鼠肠形态和降低血清胆固醇水平。各种天然多糖还有抗逆转录病毒活性[10]。硫酸多糖已成为多糖研究的焦点之一,各种天然及合成硫酸多糖抗病毒作用进展较快,如硫酸葡聚糖,硫酸戊聚糖,硫酸香菇多糖,硫酸半乳聚糖,岩藻聚糖和卡拉胶等[11]。2 海洋动物多糖海洋动物中也存在活性多糖,如甲壳动物的甲壳素,鱼类,贝类中的糖胺聚糖及酸性粘多糖等。2.1 甲壳素及壳聚糖 甲壳素(Chitin),即几丁质、甲壳质,是来源于海洋无脊椎动物、真菌、昆虫的一类天然高分子聚合物,属于氨基多糖,学名为β-(1,4)-2-乙酰胺基-D-葡萄糖[12]。壳聚糖(Chitosan)是甲壳素脱乙酰的产物,其学名为(1,4)-2-氨基-2脱氧-β-乙酰胺基-D-葡聚糖。根据报道,甲壳素的开发研究已经成为近10年来海洋生物资源开发利用的热点之一[13],主要原因在于甲壳素具有辅助免疫、抑制癌细胞及肿瘤生长等作用,不仅可用于防癌、提高免疫力,还可以用于临床早期癌症,并对中晚期癌症病人的放化疗起到保护作用。从而提高疗效、减少痛苦,延长病人的生命。甲壳素的生物活性有:(1)免疫活性。甲壳素可强化机体免疫力。Nishimura等[4]往小鼠腹腔内注射经醋酸处理的脱乙酰基甲壳素多孔株,发现该物质可刺激小鼠产生白介素1及增强体内巨噬细胞的活性。聚N-乙酰-D-葡萄糖胺链长度也影响其免疫活性,Yasuyuki等[15]研究发现6个N-乙酰-D-葡萄糖胺及5～6个D-葡萄糖形成寡聚体在刺激犬的多形核细胞的趋化性活性方面是最有效的,且后者是前者的7倍。1277中国热带医学2006年第6卷第7期 CHINATROPICALMEDICINEVol.6No.7July2006 作者单位:海南大学理学院,海南海口 570228.(2)抗肿瘤活性。甲壳素具有良好的抗肿瘤活性,特别是甲壳六聚糖。早在1985年,Suzuki等[16]就用甲壳六聚糖对小鼠进行抗肿瘤测试,使血液通过含壳多糖衍生物的柱子处理血液,可刺激免疫系统,诱导产生抗肿瘤细胞因子,其作用机理为:N-乙酰-D-糖胺(GlcNAc)或D-糖胺(GlcN)残基与巨噬细胞表面受体结合后,激活巨噬细胞释放IL-1,同时引起T细胞表面IL-2受体表达,而这又加速了T细胞分化成熟为细胞毒性T细胞从而产生抗肿瘤作用[17]。另一种说法是,壳多糖表面多带正电荷,可中和癌细胞表面的负电荷,具有直接抑制肿瘤细胞的作用。(3)降血脂与降胆固醇活性。GirolaM等[18]等研究发现壳多糖可降低血中总胆固醇,低密度胆固醇和甘油三酯,提高了高密度胆固醇的含量。(4)伤口促进愈合活性。甲壳素对伤口愈合过程中上皮细胞、内皮细胞、巨噬细胞和成纤维细胞作用都很重要。Sathiraku等[20]1996年发现壳多糖可明显促进内皮细胞生长,在血管发生的过程中起重要作用[19]有的学者认为甲壳素使细胞增多的机理是:①壳多糖为阳性催化剂使单核细胞从血管中游出聚集在组织中形成细胞。②壳聚糖直接刺激局部组织,促使细胞增多而演变为巨噬细胞。(5)抗菌活性。壳聚糖在体外对真菌、细菌及霉菌的抑制作用比壳聚糖显著,除了那些细胞壁含有甲壳素成分的真菌外,壳聚糖对多数真菌都表现出明显的抑制生长作用。蒋玉燕等曾对壳聚糖体外抗菌活性进行过测定,证明壳聚糖对革兰阳性菌具有抗菌活性。对于大肠杆菌和金黄色葡萄球菌,壳聚糖均显示快速和强大的杀菌作用:当壳聚糖浓度为8mg/ml时,2h能杀死大部分大肠杆菌,而杀死等量的金黄色葡萄球菌要8h,但其对金黄色葡萄球菌的杀菌作用最强,24h能100%杀死[21]。(6)抑酸活性。壳聚糖属于含有天然-NH2的多糖,呈碱性,对胃酸有抑制作用,同时作为极性大分子,可吸附部分H+,使胃酸减少,以往的研究表明,壳聚糖对胃溃疡有明显的治疗作用,对动物大鼠的吲哚美辛型、醋酸型、应激型、结扎幽门型胃溃疡有显著疗效[14](7)凝血与抗凝血活性。壳聚糖本身具有凝血活性,Hi-ranoS[22]在1985年发现壳多糖具有凝血酶原活性。将甲壳质制成棉花状纤维,可在2min内使狗的肝脏完全止血。目前已用于制造止血纱布、止血海绵、人工血管等。(8)药物缓释活性。甲壳素无毒且具有良好的生物亲和性及生物可降解性,在缓释药物、定向输送药物方面具有重大的研究价值。Kotze等[23]研究发现N-三甲基壳多糖的盐酸盐可作为膜表面吸附增强剂,使Caco-2细胞跨膜抑制电位明显降低,促进水溶性化合物的转移,这种作用对运输水溶性药物起重要作用[24]。2.2 鱼类 鱼类具有多种很好的生物活性。(1)在抗肿瘤作用中,应首推鲨鱼。鲨鱼又名鲛鲨、鲛鱼、沙鱼、鳍鱼等。鲨鱼骨中含有软骨素,这是一种硫酸多糖,在髻鲨和姥鲨中均含有这种软骨成分,经处理提取到以氨基半乳糖和Pro、Gly为主的肽葡聚糖,经动物试验证明,该成分能抑制肿瘤周围血管的生长,使肿瘤细胞缺乏营养而萎缩。(2)在降低血脂作用中鲨软骨酸性多糖有阻滞脂蛋白透过动脉壁,有澄清动脉壁脂质作用和降低血浆胆固醇和甘油三脂的功能,作为降低血脂的药物,酸性多糖可抑制磷酸二脂酶,增加CAMP浓度,激活脂蛋白酶,加速脂质的分解。(3)在抑制水肿、抗肉芽肿、解热和镇痛方面,酸性多糖可通过多方面作用影响免疫机能,能与炎症递质,如组织胺、5-羟色胺、缓激肽及白细胞趋化因子等结合,保护血管内皮,减少渗透抑制炎症反应。3 海洋微生物多糖微生物在海洋中的分布非常广泛,在高盐、高压、高温、严寒的环境中都有微生物存在。它们有的自由生活在海水中,有的存在于一些沉淀物、海底泥的表面,还有一部分与海洋动植处于共生、共栖、寄生或附生的关系中。其中,(1)日本学者报道从海洋生物Flawbacteriumnosum的代谢产物中得到一种杂多糖,称为mtan,有增强免疫活性,促进体液免疫和细胞免疫抑制多种动物移植肿瘤,与化疗药物在抗肿瘤中有协同作用,已用于临床。(2)又海藻表面生活菌FlawbacteriumugliginorinactanMP-55产生的,主要由葡萄糖、甘露糖和素角藻糖组成的中性杂多糖marinactan能抑制小昆虫肉瘤-180细胞的生长[25]。给小鼠每天注射10～50mg/kg的Marinactan,10d就对实体瘤S180的生长有抑制作用,抑瘤率为70%～90%。近年来以开发海洋资源为标志的“蓝色革命”在全球兴起,人们对海洋生物多糖所具有的生物活性、药用功能给予了极大关注,多糖药物的利用和开发也越来越多。海洋生物多糖将可能成为人类战胜病症较重要的药用资源,同时经过化学修饰,将开发出更多的高效低毒的新型海洋多糖药物。参考文献:[1]林炜,陈洪强.可持续发展莅临与我国海洋生物资源的开发利用[J].生物学通报,2002,37(9):20～23.[2]刘生力,郭宝江,阮继红,等.螺旋灌多糖对移植性癌细胞的抑制作用及其机理的研究[J].海洋科学,1991,5:33～37.[3]王友顺,黎露刚,吴侃,等.螺旋藻多糖对给于环磷酰胺BAIB/C小鼠的保护作用研究[J].海洋科学,1997,36～38.[4]张以芳,段刚,刘旭川.螺旋藻及其多糖、多糖蛋白提取物对体外癌细胞的抑制作用[J].海洋科学,2000,24(3):16～17.[5]陈绍瑗,莫爱民,潘远江,等.海洋药物研究(Ⅲ)-羊栖菜多糖[J].兰州大学学报,1998,34(4):110～113.[6]李福川,唐志江,崔博文,等.三种海带多糖的降糖作用[J].中国海洋药物,2000,5:12～15.[7]卢睿春,侯振建,刘婉乔.亨氏马尾藻硫酸多糖抗肿瘤活性研究[J].海洋科学,1998,3:63～64.[8]赵季勋.鼠尾藻多糖化学成分及抗溃疡作用的研究[J].海洋药物1987,1:19.[9]NakashimaH.PurificatonandCharacterizatonofanAvianMyeloblastosisandHumanImmunodeficiencyVirusReverseTranscriptaseInhibitor,Sulfat-edPolysaccharidesExtractedfromseaAlgae[J].AntimicrobAgentsChemother,1987,31:1524～1528.[10]王长元,管华诗.多糖抗病毒作用研究进展1.多糖抗病毒作用[J].生物工程进展,2000,20(1):17～20.[11]王长元,管华诗.多糖抗病毒作用研究进展2.硫酸多糖抗病毒作用[J].生物工程进展,2000,20(2):3～8.[12]崔淑芳.壳聚糖植被及副产品综合利用研究[J].海洋科学,2002,26(6):12～14.[13]万瑞香,隋忠国,曹玉.壳聚糖抑酸功效研究[J].海洋科学,2001,25(8):9～10.[14]NishimuraS,SeoH.Macrophageactivationwithmultiporousbeadspre-paredfrompartiallydeacelylatedchitin[J].JBiomalMaterRes,1986,20(9):1359.(下转第1228页)1278 CHINATROPICALMEDICINEVol.6No.7July2006 中国热带医学2006年第6卷第7期
海藻多糖和海藻寡糖的前景的生理活性物质
海藻多糖和海藻寡糖，最具前景的生理活性物质
中国科学院海洋研究所 张燕霞教授
海洋大型底栖藻类主要是红藻、褐藻和绿藻。这些海藻是海洋植物中数量和品种最多的一类，其体
内的生理活性物质研究已成为医药领域的热点之一。其中，海藻多糖(polysaccharide sofseaweed)
是目前最具有前景的一类生理活性物质。
实验和临床已经发现海藻多糖具有免疫调节、降血压、降血脂、降血糖、抗肿瘤、抗凝血及抗病毒
等多种生理活性。
在免疫调节方面，海藻多糖药物可保护CD4 T细胞免受损伤，增强T、B淋巴细胞的增殖反应能力，增
强脾细胞产生IL-2，溶血素抗体和巨噬细胞产生IL-l的能力，影响补体旁路激活途径，促进细胞因
子间的相互作用，提高机体的免疫功能，从而增强机体自身抗病毒能力。
在脂质调节方面，海藻多糖有许多生物活性，如褐藻胶、琼胶和卡拉胶都具有膳食纤维的性质，可
发挥膳食纤维所具有的生物活性；褐藻酸盐有降血脂和降血糖作用，因此已被用作肥胖病人、糖尿
病人食品的添加成分；褐藻酸有降低血浆胆固醇作用，可用来预防和缓解高血脂症；硫酸多糖琼脂、
硫酸多糖卡拉胶和硫酸海带多糖，均有抗动脉硬化作用。其中，褐藻胶、琼脂和卡拉胶降脂的机理
是：在机体内几乎不被消化吸收，可在肠道内吸水后形成胶体，阻止脂类物质向小肠壁的扩散，因
而减少了机体对脂肪的吸收，起到降血脂作用。
在降糖方面，从羊栖菜中提取粗多糖SFP有明显降低四氧嘧啶糖尿病小鼠血液及胰腺组织中过高
的MDA，表明降血糖作用与其抗氧化损伤胰岛细胞有密切关系。SFP对正常小鼠的血糖无明显影响，
说明降血糖作用不是通过刺激胰岛素分泌实现的。糖尿病小鼠血液及胰腺中过氧化脂质含量明显高
于正常组，从而破坏细胞膜和亚细胞膜的结构，损伤膜上受体和膜运输功能。脂质过氧化物的分解
产物，如丙二醛(MDA)可引起蛋白质分子内和分子间交联并导致DNA断裂，染色体畸变。羊栖菜多糖
不仅具有良好的降血糖作用，而且可作为降血脂药物的功能成分对高血脂患者以及由高血脂引起的
微藻主要营养成分及其在食品中的应用研究进展
南方农业SouthChinaAgriculture第17卷第5期Vol.17No.52023年3月Mar.2023
微藻是指那些在显微镜下才能辨别其形态的微小
藻类群体，富含蛋白质、脂质、多糖、类胡萝卜素等
多种营养成分。目前，越来越多的微藻生物活性物质
和次生代谢产物被研究开发，如藻蓝蛋白、多糖、多
种类胡萝卜素（虾青素、盐藻黄素、β-胡萝卜素）、Ω-3脂肪酸和多酚等，一些生物活性物质和次生代谢
产物已经被证实具有抗氧化、抗炎、抗肿瘤、抗病毒
的作用[1-3]。随着消费者对健康饮食的需求增加，含有
微藻的食品和饮品正在全球市场上逐渐显露头角。螺
旋藻、小球藻、雨生红球藻、盐藻、裸藻等逐渐进入
人们的生活。微藻食品在国外应用已较为广泛，而我
国微藻食品研发起步较晚，但目前已在食品行业、纺
织、日化品等领域显现出重要的应用价值。
1微藻营养成分
微藻在生长过程中会产生各种生物活性物质和次
生代谢产物，如蛋白质、糖类、脂类、多糖、多酚、
甾醇和色素（叶绿素、类胡萝卜素、藻胆碱）等。微
藻是食物维生素的优质来源，含有维生素A、维生素B1（硫胺素)、维生素B2（核黄素）、维生素B3（烟酸）、维生素B5（泛酸）、维生素B9（叶酸）、维生素B12、维生素C、维生素D和维生素E。微藻中还含有
矿物元素，如钙、钠、镁、磷、钾、铁、锌和碘[4]。1.1藻蓝蛋白
不同微藻的蛋白质含量不同，经济微藻中以螺旋
藻和小球藻的蛋白含量最高，可达70%。微藻蛋白品
质处于植物蛋白和动物蛋白之间，优于植物蛋白但不
如动物蛋白。微藻的氨基酸构成也优于鸡蛋，特别是
微藻还含有人体无法合成的必需氨基酸[5]。在微藻蛋
白中，对藻蓝蛋白的研究居多。藻蓝蛋白是一种高营
养价值的水溶性蛋白，也可作为蓝色色素应用在食品
领域，同时藻蓝蛋白具有抗肿瘤、抗氧化、抗炎、增
强免疫力等生物活性功能，也可应用在保健品和医疗
领域[6]。藻蓝蛋白能够通过细胞周期的阻滞而引起肺
癌细胞的凋亡，以浓度依赖效应的方式引起黑色素瘤
螺旋藻中生物活性物质的药理作用研究进展
1 螺旋藻中生物活性物质的药理作用研究进展
部音利 冯亚非
（广东海洋大学食品科技学院 湛江 524088）
螺旋藻属于蓝藻门、蓝藻纲、段殖体目、颤藻科、螺旋藻属，是大规模工业化生产的微藻类之一。自从1940年法国药学家克雷曼博士在非洲发现它的营养价值之后，科学家们对螺旋藻的研究就从未中断。国内外大量研究表明，螺旋藻不仅是营养成分最全面、最均衡的食品之一，而且能够增强机体免疫力、抗肿瘤、抗氧化、降血脂、防贫血，并对糖尿病、胃肠道溃疡、过敏症等有一定的疗效。螺旋藻的主要生物活性物质有螺旋藻多糖、藻胆蛋白、β-胡萝卜素、γ-亚麻酸和SOD等，近年来对它们的药理活性进行了大量研究并取得了一些成果，为螺旋藻的进一步药用开发奠定了基础。
1 螺旋藻多糖
1.1 化学结构
研究表明，螺旋藻多糖是一种酸性杂多糖，由L-鼠李糖、D-木糖、D-葡萄糖、D-半乳糖、D-阿拉伯糖、D-甘露糖和葡萄糖醛酸等组成[1]，钝顶螺旋藻多糖的相对分子质量为12590，极大螺旋藻多糖相对分子质量为29500，这两种多糖均由藻体制备，糖苷键为α型。另有研究报道，钝顶螺旋藻中分离得到硫酸酯化多糖，有D-果糖的存在。
1.2 药理活性
1.2.1 提高免疫力、抗肿瘤作用
抗肿瘤功能是螺旋藻多糖最重要的生物活性作用之一，也是研究最活跃的部分。药理和临床实验证明[2]，螺旋藻多糖具有抑制小鼠S-180肉瘤、乳腺癌细胞B37、白血病细胞Ks62、腹水型肝癌细胞和HL60人早幼粒细胞性白血病等细胞生长的生物学效应。一般认为，螺旋藻多糖不能损伤癌细胞DNA的复制模板，也不能直接杀伤癌细胞，而只是代谢性地抑制癌细胞DNA的合成，因此螺旋藻多糖的抗肿瘤作用主要是通过提高机体的免疫功能而间接抑制肿瘤的生长。螺旋藻多糖作为一种免疫增强剂，一方面能增强骨髓细胞的增殖活力，有利于巨噬细胞、T淋巴细胞和B淋巴细胞等免疫细胞的形成和活性的激活；另一方面能促进白细胞介素II的生成，通过促进血清蛋白的生物合成调节机体抗体的形成；再者，螺旋藻多糖能促进脾、胸腺等免疫器官的生长，减轻或消除免疫抑制剂对机体免疫系统的抑制作用。
小球藻多糖体外免疫调节活性研究
．：＝ Ｄ ２０１３年４月 第３４卷第７期 霞品毛｝ｆ究与并发 Ｆｏｏｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ａｎｄ Ｄｅｖｅｌ 基础研究
ＤＯＩ：１０．３９６９￣．ｉｓｓｎ．１００５－６５２１．２０１３．０７．００７
小球藻多糖体外免疫调节活性研究
王凌，孙利芹 ，周妍
（烟台大学生命科学学院，山东烟台２６４００５）
摘要：通过考察小球藻多糖对小鼠脾脏淋巴细胞增殖，腹腔巨噬细胞增殖、吞噬中性红、释放ＮＯ能力的，研究了小
球藻多糖对小鼠体外免疫细胞功能的影响。结果显示，小球藻多糖可增强吞噬细胞的吞噬功能，促进巨噬细胞合成
ＮＯ，促进脾淋巴细胞及腹腔巨噬细胞的增殖。表明小球藻多糖具有增强小鼠细胞免疫功能的作用。
关键词：小球藻；多糖；免疫调节；生物活性
Ｉｍｍｕｎｏｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ ｉｎ ｖｉｔｒｏ ｏｆ Ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ ｆｒｏｍ Ｃｈｌｏｒｅｌｌａ ｓｐ．
ＷＡＮＧ Ｌｉｎｇ，ＳＵＮ Ｌｉ－ｑｉｎ ，ＺＨＯＵ Ｙａｈ
（Ｌｉｆｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｙａｎｔａｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙａｎｔａｉ ２６４００５，Ｓｈａｎｄｏｎｇ，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｓｔｕｄｙ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ Ｃｈｌｏｒｅｌｌａ ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ ｏｎ ｉｍｍｕｎｏｃｅｌｌ ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｍｉｃｅ，ｔｈｅ
ｉｍｍｕｎｏｍｏｄｕｌａｔｏｒｙ ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ ｏｆ ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ ｆｒｏｍ Ｃｈｌｏｒｅｌｌａ ｓｐ ｗｅｒｅ ｅｖａｌｕａｔｅｄ ｂｙ Ｓｐｌｅｎｏｃｙｔｅ ｐｒｏｌｉｆｅｒａｔｉｏｎ，
ｐｅｒｉｔｏｎｅａｌ ｍａｃｒｏｐｈａｇｅ ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ，ｎｅｕｔｒａｌ ｒｅｄ ｕｐｔａｋｅ ｂｙ Ｒａｗ２６４．７ ｃｅｌｌ ａｎｄ ＮＯ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｉｎ ｖｉｔｒｏ．Ｔｈｅ
食用菌多糖及其生物活性的研究进展
Edibleandmedicinalmushrooms2021，29（3）：196～201
食用菌多糖及其生物活性的研究进展
马传贵1
张志秀1
鲍文辉2*
（1.北京京诚生物科技有限公司，北京102600；2.丽水市农林科学研究院，浙江丽水323000）
摘要在当前代谢综合征病例不断增加的情况下，营养膳食补充剂和无副作用的疗法开始发挥重要作用。而
食用菌多糖显示出巨大的功效和前景，已有许多研究从抗氧化、抗炎、抗癌、降糖、抗菌、降脂到免疫调节等
方面，评估了其与食用菌多糖的生物学相关性。将这些研究的关键成果应用于功能性食品和免疫调节剂的开发
是体现食用菌多糖功效的重要途径。全面综述食用菌多糖的结构、提取、纯化，以及生物活性的研究进展。
关键词食用菌多糖；结构；生物活性；提取；研究进展
中图分类号：S646文献标识码：A文章编码：2095-0934（2021）03-196-06
Researchprogressonextractionandbioactivityofpolysaccharides
fromediblemushrooms
MaChuangui1ZhangZhixiu1BaoWenhui2*
(1.BeijingJingchengBiotechnologyCompanyLimited,Beijing102600,China;
2.LishuiAcademyofAgricultureandForestrySciences,Lishui,Zhejiang323000,China)
AbstractWiththecurrentincreasingcasesofmetabolicsyndrome,nutritionaldietarysupplementsandtherapies
withoutsideeffectshavebeguntoplayanimportantrole.Andediblemushroompolysaccharidesshowgreatefficacy
浒苔多糖提取、结构与活性研究进展
２０１３年９月 第３卷第３期 中国渔业质量与标准 Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｆｉｓｈｅｒｙ Ｑｕａｌｉｔｙ ａｎｄ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ Ｓｅｐ．２０１３ Ｖｏ１．３ Ｎｏ．３
浒苔多糖提取、结构与活性研究进展
于源，王鹏 ，李银平，王进
（中国海洋大学食品科学与工程学院，山东青岛２６６００３）
摘要：浒苔（Ｅｎｔｅｒｏｍｏｒｐｈａ）是富含多糖的一类低值藻类植物，具有良好的食用和药用价值，研究浒苔多糖对食品医药 工业意义重大。通过热水浸提法、热碱抽提、酶法提取、微波超声辅助提取法提取浒苔多糖，采用离子交换层析与凝 胶过滤层析进行纯化，利用化学法与大型仪器分析法测定多糖的结构，并对多糖的活性进行研究。热水浸提法与热 碱抽提法是浒苔多糖最常用的提取方式。浒苔多糖主要由鼠李糖、木糖、葡萄糖（少量甘露糖、半乳糖、阿拉伯糖）等 单糖组成，并含有糖醛酸和硫酸基，多糖主链含有多种连接键型。浒苔多糖具有免疫活性与抗氧化活性，同时具有抑 癌、降血脂、凝血、保湿等多种作用。浒苔多糖的功能与活性在制药、功能性食品、天然食品添加剂、化妆品等行业具 有良好的应用前景。［中国渔业质量与标准，２０１３，３（３）：８３—８７］ 关键词：浒苔；多糖提取；糖链结构；多糖活性 中图分类号：Ｑ８１９；￥９８ 文献标志码：Ａ 文章编号：２０９５—１８３３（２０１３）０３—００８３—０５
浒苔（Ｅｎｔｅｒｏｍｏｒｐｈａ）是隶属于绿藻门、石莼目、
石莼科的多细胞真核生物。浒苔广泛分布于我国沿 海，主要种类有浒苔（ ，聊 ｐｒｏｌｉｆｅｒａ）、肠浒苔
（Ｅｎｔｅｒｏｍｏｒｐｈａ ｉｎｔｅｓｔｉｎａｌｉｓ）、缘管浒苔（Ｅｎｔｅｒｏｍｏｒｐｈａ ｌｉｎｚａ）、条浒苔（Ｅｎｔｅｒｏｍｏｒｐｈａ ｃｌａｔｈｒａｔａ）以及扁浒苔
（Ｅｎｔｅｒｏｍｏｒｐｈａ ｃｏｍｐｒｅｓｓａ）等。近年来青岛沿海频繁 出现”绿潮”，严重影响海域的水质和城市环境，也给 工农业生产带来巨大影响 ｌ Ｊ。经鉴定，青岛海域的”绿
绿藻多糖的研究进展
综述
绿藻多糖的研究进展
海藻是生长于海洋中的低等植物，是海洋生物的重要组成之一。主要由褐藻、
红藻、绿藻、蓝藻四大类海藻组成，其中，褐藻和红藻已经被大规模的人工养殖
和工业利用,广泛应用于生产和实践中，在食品工业、纺织工业、医药卫生等领
域发挥重要作用，而绿藻则未被广泛开发和利用，只有部分产量高的绿藻被用作
饲料、饵料、肥料等，绿藻被人类认识和利用的程度远不如褐藻和红藻。然而，
绿藻却是种类最多的一类海藻，绿藻是藻类植物中最大的一门，约有350个属，
7500～8000种。绿藻的分布很广，在淡水和海水中均有分布，海产种类约占10％，淡水产种类约占90％。海产种多分布在海洋沿岸，往往附着在10公尺以上浅水中的岩石上。绿藻营养价值很高，含有大量糖、蛋白质、脂肪、无机盐和各种维生素，人们通过不断的提取、分离、鉴定，得知藻类中具有较高活性的物质是海藻多糖类。20世纪60年代初，英国的Percival研究组开始对孔石莼所含的碳水化合物进行研究，1961年，日本的三田对石莼的水提多糖水解后进行了纸色谱分析,结果表明含有D-葡萄糖、L-鼠李糖、D-木糖、和D-葡萄糖醛酸等。至此揭开了人类研究绿藻多糖的序幕，此后相继有学者投入到绿藻多糖的研究中来，取得了很多令人鼓舞的成果，迄今为止，日本和法国对绿藻多糖的研究报道较多[1]，而我国对绿藻多糖的研究则较少。大量的研究证明,从绿藻中提取的天多
糖来源广泛、品种多、毒副作用低、安全性高、具有多种生物活性,成为近年来
研究开发的热点。
1绿藻多糖的组成与结构
目前，人们只对绿藻门中某些种属的多糖进行了较为详尽的研究，这些种属的多糖表现出了较强的生物活性。总体来看，对多糖研究较多的绿藻种属主要有
石莼属（Ulva）、松藻属（Codium）、浒苔属（Enteromorpha）、礁膜属（Monostroma）、
小球藻属(Chlorella)、刚毛藻属（Cladophora）等等。绿藻多糖主要位于细胞间质
多糖提取——精选推荐
传统的海带多糖的提取方法包括:热水提取法、酶提取法、碱
提取法，度是而这些提取方法都存在一定的缺陷。热水提取的方法采用的温70^-80'}C耗能多，提取时间长.工业生产需
要使用的酶量大，不经济。酶提取的方法提取的时间长，碱提取法是现在工业提取海带多糖的主要方法，但是碱提取方
法会造成多糖生物活性的降低。因此寻找合适的提取方法来
降低能耗，提高海带多糖的提取率以及活性变得越来越重要。为达到这一目的，我们现采用超声波方法来提取海带多
糖，随后对其理化性质和生物学活性进行检侧，并与传统方法进行比较，以期得到海带多糖提取的最佳方法。
配制1%的碳酸钠溶液:称取15g无水碳酸钠加入1500mL水 称取制备好的200g海带粉，置于不锈钢桶中，加入配好的
碳酸钠溶液2. 8L,在50℃水浴5h，趁热用棉纶网进行吊滤，并不断用热冲洗保持温度，获得的吊滤液于5000r/min离心
15min，保留上清液。按体积比平均分成两份，一份上清液
经减压浓缩(40 ℃)后，加入三倍体积95%乙醇，沉淀过夜。离心后获得海带粗多糖E.另一份上清液中加入氛化钙
( 2g/1OOmL)，静置，5000r/min离心去除揭藻酸钙。上清液
经减压浓缩(40 ℃)后，加入三倍体积95%乙醉，沉淀过夜.
离心后获得海带硫酸多糖F.
将以上所得沉淀E, F各重新溶于水，离心除去不溶物。上清液再加三倍体积95%乙醇，静置沉淀.生成沉淀经无水乙
醇、乙醚洗涤，重新溶于蒸馏水，置于一20℃冰箱冷冻过夜，冷冻干燥得到海带杂多糖E,以及海带硫酸多糖粗品F1
可溶性大豆多糖是一种从大豆中提取的多糖类
化合物，主要由膳食纤维组成，而膳食纤维对治疗高血 压、高血脂、心血管疾病和肥胖病等具有积极作用[1-3]。
可溶性大豆多糖还具有分散稳定性、乳化性，所以常用 于酸性饮料中[4-5]。其属于酸性多糖，结构类似于果胶，
多数类型由半乳糖、阿拉伯糖、半乳糖醛酸，也包括鼠
李糖、海藻糖、木糖、葡萄糖等。组成最主要的化学结构 是半乳糖醛酸组成的酸性主链和阿拉伯糖基组成的中
海藻多糖生物活性的研究进展综述
海藻多糖生物活性的研究进展
0 黄蓝青
摘要：人类对海藻的开发应用由来已久，海藻中生物活性物质—海藻多糖具有多种生物学功能，如增强动物机体免疫能力、抗病毒、抗肿瘤、抗突变、降血脂等，因此，海藻多糖被普遍应用于医药、食物、饲料、化工等领域。文章着重就其生物学活性研究进展作一概述，并展望其应用前景。
关键词：海藻多糖 生物活性 免疫调剂 氧化活性
多糖类化合物在自然界中散布普遍，是生命物质的重要组成成份。它不仅能够操纵细胞割裂、还具有调剂细胞生长和维持生命有机体正常代谢等方面的重要作用。因此，有关多糖的研究愈来愈受到研究人员的关注和重视。广漠的海洋占地球总面积的71％ ，蕴藏着极为丰硕的生物资源，是有机物的最大生产者。海藻(Algae或Aeaweeds)是海洋生物资源的重要组成部份。在分类学上，海藻属于低等隐花植物，要紧分为四大类——蓝藻、绿藻、红藻和褐藻，另外还包括硅藻、甲藻、金藻等微藻。估量全世界海洋中生长有15000余种海藻[1]。海藻是海洋中有机物的原始生产者和无机物的天然富集者(包括氯、溴、碘等卤素)，它在海洋生态系统中处于金字塔的底层— — 被捕食者吞食的地位，海藻与附生、共生于其中的微生物还存在着复杂的拮抗、共生关系，因此海藻常能合成某些具有细胞毒、抗菌等活性的次级代谢产物来适应生存，爱惜自己。海藻中含有丰硕的多糖，占海藻干重的50％以上。海藻的化学生态学现象启发研究者们对海藻多糖的生物活性进行深切的研究。研究说明，海藻多糖(Seaweed polysaccharide)能增进小鼠T细胞增殖反映，对细胞具有免疫调剂作用、抗肿瘤作用、抗突变作用、诱导细胞分化、抗病毒，降血脂等多种功效。随着海藻的普遍应用和人们对海藻多糖这一类重要生命物质熟悉的深切，对海藻多糖生物活性的研究愈来愈受到重视，从而使这一学科成为目前生命科学中研究最活跃的领域之一。
1抗凝血活性
海藻的抗凝血活性已经研究了60连年，褐藻、红藻、绿藻均有抗凝血活性。其要紧活性物质是一系列的硫酸多糖，其中硫酸半乳聚糖和硫酸岩藻聚糖别离是红藻和褐藻的活性成份，而绿藻的活性成份要紧为硫酸阿拉伯聚糖或硫酸鼠李聚糖。其作用机制主若是通过增强抗凝血酶Ⅲ和肝素辅助因子Ⅱ起作用，或直接抑制凝血酶活性和纤维蛋白的聚合[2］。绿藻多糖抗凝血活性通常与分子大小、单糖的种类、硫酸基含量、硫酸基的位置和连接方式等有关。目前已发觉多种绿藻多糖具有抗凝血活性。Hayakawa[3]等从松藻属、石莼属、礁膜属的绿藻中提取到八种多糖，全数表现出抗凝血活性，它们的抗凝血作用机制不同于肝素。要紧通过依托于肝紊辅助因子Ⅱ(HC一Ⅱ)的途径抑制凝血酶。Shanmugam[4]研究了13种印度海岸的海藻硫酸多糖含量和它们的抗凝血活性。其中Codium(松藻属)的几个藻种表现出较高的抗凝血活性。另外，Kweont[5]也证明Codium多糖可显著延长APTT时刻。Matsubara[6]等从Codium eylindricum中提取的多糖也表现出了类似肝素的活性，在浓度为15tug·mLl时，能够显著延长APTT和TT时刻。松藻Codium dwarkense Boergs和C．tomentosum(Huds．)Stackh的冷水提取物也具有抗凝血活性。Codiumfragile的热水提取物也表现出很高的延长APTT的活性。Ghosht[7]等研究发觉当蕨藻Caulerpa racemosa多糖浓度达到20～200肛g·mL-1时使APTT和TT值显著延长。