真菌多糖结构和生物活性研究进展

真菌多糖结构和生物活性研究进展

真菌多糖是一类重要的保健功能因子,具有明显的生物活性作用。本文主要介绍了国内外对真菌多糖的化学结构和生物活性等方面的研究进展。

标签:真菌多糖 化学结构 生物活性

0 前言

真菌多糖是从真菌子实体、菌丝体、发酵液中分离出的,能够控制细胞分裂分化,调节细胞生长衰老的一类活性多糖[1][2],大量研究证明,真菌多糖具有免疫增强与调节、抗病毒、抗放射、抗肿瘤、抗凝血、抗衰老等作用[3],是公认的安全低毒活性物质,是近年来人们关注的研究热点之一,本文就真菌多糖研究的进展进行概括、总结,以期对多糖的研究开发提供参考。

1 真菌多糖的化学结构[4][5]

真菌多糖的化学结构可分为一级、二级、三级、四级结构。真菌多糖的一级结构主链主要有两种:一种是葡聚糖,以β-1,3糖苷键连接为主,兼有少量β-1,4或β-1,6糖苷键,如自然界中的茯苓多糖、云芝多糖等的分子结构;另一种是甘露聚糖,主要由α-糖苷键连接,如:冬虫夏草多糖是α-1,2糖苷键连接,银耳多糖和黑木耳多糖是α-1,3糖苷键连接。真菌多糖的二级结构是指多糖骨架链间以氢键结合形成的各种聚合体,只与分子主链的构象有关,不涉及侧链的空间排布形式。真菌多糖的三级结构是指由多糖中糖残基中的官能团间通过非共价作用而导致的有序、规则而粗大的空间构象。四级结构是指多糖多聚链间以非共价作用力而结合形成的聚集体。

2 真菌多糖的生物活性

2.1 抗肿瘤作用 真菌多糖对癌细胞并没有直接杀伤能力,其有效作用就在于能增强网状内皮系统吞噬癌细胞的功能,激活来自胸腺淋巴的T细胞和来自骨髓淋巴的B细胞,促进抗体的形成。如猪苓多糖对PHA活化的淋巴细胞具有明显的促增殖作用,抑制S-180肉瘤细胞的增殖[6][7]。茯苓多糖在碱性条件下与氯乙酸反应生成一种水溶性多糖,羧甲基茯苓多糖(Carboxymethyl-pachymaran,CMP),CMP对小鼠肿瘤U-14、昆明种小鼠S-180肉瘤等有抑制作用[8]。曾报道从金针菇中提取几种不同结构和单糖组分的金针菇多糖,发现它们对小鼠肉瘤S-180具有明显的抑制作用,并认为是通过恢复和提高免疫力方法来达到抑制肿瘤的目的[9]。

2.2 降血糖作用 香菇多糖有显著的降血糖、改善糖耐量、增加体内肝糖原的作用,其作用是通过调节糖代谢、促进肝糖原合成、减少肝糖原分解引起的,对糖尿病大鼠的心肌、膈肌和脑组织具有保护作用[10][11]。王慧铭等[12]将Wister大鼠腹腔注射四氧嘧啶建立糖尿病动物模型,并将其随机分组灌胃。21

天后观察到香菇多糖有明显的降血糖作用(P<0.05)。灵芝多糖也有明显的降血糖作用,罗少洪[13]对此做了研究,发现灵芝多糖在灌胃剂量达l00mg/kg以上时,可明显降低高血糖小鼠血糖水平,无剂量效应关系;对链脉霉素诱发的高血糖小鼠,在200mg/kg剂量时,可降低正常小鼠的血糖,有明显的刺激胰岛素分泌的作用,并可明显增强高血糖小鼠对葡萄糖的耐受力,这与张玲芝等[14]的研究结论基本一致:灵芝多糖的主要降糖机制可能是通过灵芝多糖对胰岛细胞的不同程度的修复而促进胰岛素分泌,进而降低血糖的。

2.3 调节机体的免疫功能 真菌多糖可增强机体内单核巨噬细胞、NK细胞、T、B淋巴细胞等的免疫功能,促进细胞因子的产生,从而提高机体的细胞免疫及体液免疫水平[15]。陈慎宝证明从槐耳菌提取的槐耳多糖在巨噬细胞吞噬活性试验中表现出巨噬细胞吞噬功能比空白对照有显著提高,并且能促进T细胞和B细胞的生成,提高机体细胞免疫和体液免疫功能[16][17]。

2.4 抗病毒作用 多种真菌多糖都具有抗病毒作用。灰树花多糖具有显著的抗HIV病毒、抗肿瘤、抗肝炎、以及改善免疫系统功能等功效;香菇多糖对泡状口角炎病毒感染引起的小鼠脑炎有显著治疗和预防作用[18];香菇多糖对防阿伯尔氏病毒和十二型腺病毒感染也有效[19]。

2.5 其他作用[20] 如灵芝多糖可促进核酸和蛋白质的生物合成;木耳多糖有抗衰老的活性;云芝多糖、猪苓多糖可减轻辐射对大鼠免疫功能的抑制作用;冬虫夏草多糖在治疗慢性乙型肝炎、丙型肝炎方面取得较好疗效等等。

3 展望

在开发利用方面,先后在食药用真菌多糖的提取及多糖胶囊、多糖注射液的应用研究方面取得了一定成效,尤其是以真菌多糖作为原料生产的保健食品在市场上也越来越多。由于真菌多糖能明显增强免疫功能,所以对治疗免疫功能低下症、肿瘤的治疗等方面也大有开发应用的前景。

参考文献:

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[13]罗少洪,杨红.灵芝多糖调节血糖作用的实验研究〔J〕,广东药学院学报,2000,16(2):119-120.

[14] 张玲芝.灵芝多糖降血糖的机理探讨[J].福建医药杂志,2004,26(3):137-140.

[15] 姚金凤 吴亮等.灵芝多糖降血糖的机理探讨[J].福建医药杂志,2004,26(3):137-140.

[16] 张秀娟,季宇彬.真菌多糖的免疫药理作用的研究[J].哈尔滨商业大学学报,2002,18(1):63-65.

[17] 陈金烟,卢政辉.真菌多糖的免疫效应抗肿瘤作用机理的探讨[J].福建轻纺,2002,4:4-7.

[18] 熊中良,邓春生.真菌多糖免疫活性的研究进展[J].江西农业学报,2006,18(2):118-120.

[19] 边杉,叶波平,奚涛等. 灰树花多糖的研究进展[J].药物生物技术,2004,11(1):60-6.

[20] 龚淑俐,邓放明.真菌多糖的生物活性研究进展[J].中国食物与营养,2007,1:27-28.

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真菌多糖抗氧化活性的研究进展

真菌多糖抗氧化活性的研究进展

微生物学杂志 2012年7月第32卷第4期JOURNAL OF MICROBIOLOGY July 2012 v。lI 32 N。.4 

真菌多糖抗氧化活性的研究进展 

阿 燕 

(包头轻工职业技术学院乳品工程系,内蒙古包头014035) 

摘要真菌多糖的抗氧化作用目前正成为国内外众多学科领域研究的热点之一,对真菌子实体多糖、茵丝 

体多糖和胞外多糖的抗氧化活性研究现状进行了综述,并对其研究前景进行了展望,旨在为真茵多糖的进一 

步研究和利用提供参考。 

关键词 真菌多糖;自由基;抗氧化活性 

中图分类号Q939.9 文献标识码A 文章编号1005—7021(2012)04—0083—04 

Research Progress of Antioxidant Activities of Fungal POlysaccharides 

A Yan (Dept.ofDairy Engin.。Baotou Light lndust.Vocat’j Teeh.Col1..8aotou 014035) 

Abstract Fungal polysaccharides(FP)are presently becoming one of the research hot spots among numerous scien- 

tific fields both home and abroad due to their antioxidant effects.The status quo of the study on FP antioxidant activi- 

ties from fungal sporocarp,mycelium,and fungal extraceUular polysaccharides was summarized and forecasted in this 

paper aiming at providing references for further research and exploitation of FP. 

多糖生物活性及其发展状况的研究【文献综述】

多糖生物活性及其发展状况的研究【文献综述】

文献综述

食品科学与工程

多糖生物活性及其发展状况的研究

[摘要] 多糖是一类重要的生物活性物质,广泛存在于动物、植物、微生物等有机体中.它

是自然界中储量丰富的生物聚合物,具有免疫调节、抗肿瘤、降血糖、降血脂、抗辐射、抗

菌抗病毒、保护肝脏等功能。本文就国内外目前对多糖的来源、生物活性及提取方法进行了

综述。

[关键字] 多糖;来源;生物活性;提取方法

1 概述

多糖(polysaccharide, PS)是由单糖之间脱水形成糖苷键,并由糖苷键线性或者分枝连

接组成的链状聚合物,广泛地分布于动物、植物、微生物、海藻等几乎所有的有机体中。多

糖除了作为生物体的能量资源和构成材料外,还是一种生物效应调节剂,能控制细胞的分裂

与分化,调节细胞的生长与衰老,增强机体的免疫功能。1943年,多糖作为广谱免疫促进剂

被首次应用于临床,此后应用越来越广。多糖作为药物始于1943年[1],随着化学和生物学的

快速发展和分离技术的提高,多糖的生物学功能,特别是多糖作为生命物质参与生命的全部

时间和空间功能,如受精、着床、分化、发育、免疫、感染、癌变、衰变等等[2],突破了多

糖作为支持组织和能量来源的传统观念。20世纪70年代发现多糖类物质具有抗病毒、抗凝

血、诱导干扰素产生、促进蛋白质、核酸生物合成等功能。

2 多糖的来源

糖类物质是所有生命有机体的重要组成部分,广泛存在于动物、植物、和微生物细胞壁

中,是生物体内除核酸和蛋白质以外的又一类重要的生物分子。多糖按照来源可分为植物多

糖、微生物多糖、藻类多糖和动物多糖等。

植物多糖来源于植物的根、茎、叶、皮、种子和花。我国今年来对植物多糖,特别是具

有中国特色的中草药多糖的药物活性已有广泛和深入的研究,例如免疫调节功能是植物多糖

最主要和最重要的生物活性,药用植物中存在着广泛的免疫活性多糖。植物多糖研究的比较

深入的有黄氏多糖、当归多糖、刺五茄多糖、芦荟多糖等[3]。目前在中草药中的某些品种,

真菌多糖的研究进展

真菌多糖的研究进展

第5期(总第100期) 2007年5月 农产品加工・学刊 Academic Periodical of Farm Products Processing No.5 May. 

文章编号:1671—9646(2007)05—0026—03 

真菌多糖的研究进展 

叶龙祥,刘清斌 

(四川理工学院生物工程系,四川自贡643000) 

摘要:综述了真菌多糖的来源、结构分析、构效关系、分离纯化、生物活性及其真菌多糖的开发利用现状和研究前 

景。 关键词:真菌多糖;结构分析;分离纯化;构效关系;生物活性 

中图分类号:TS201.3 文献标志码:A 

Research Advancements of Fungus Polysaccharomyces 

Ye ngd锄g,Liu Qin in (Sichuan University of Science&Engineering,Zigong,Sichuan 643000,China) Abstract:This article introduces the materials,isolation and purification,structural analysis,structure and function,bioac- 

tivity and research progress of fungus polysaccharomyces. Key W伽ds:fungus polysaccharomyces;structural analysis;isolation and purification;structure and function;bioactivity 

多糖是由多个单糖分子以糖苷键结合而成的天然 

大分子化合物,广泛存在于植物、动物和微生物组织 

中。多糖具有合成高分子所没有的特殊生物活性,是 

构成生命的基本物质之一。对多糖科学的研究,始于 

20世纪50年代末真菌多糖抗癌效果的发现。随着对 

真菌多糖的趋势

真菌多糖的趋势

真菌多糖的趋势

真菌多糖(fungal polysaccharides)是从真菌中提取出来的多糖类物质,具有多种生物活性和药用价值。随着对真菌多糖研究的深入,以下几个趋势愈发明显:

1. 应用范围扩大:真菌多糖具有抗肿瘤、抗氧化、抗菌、免疫调节等多种生物活性,预防和治疗肿瘤、心血管疾病、免疫性疾病等方面具有潜在应用价值。随着对真菌多糖研究的深入,其应用范围正在不断扩大。

2. 提取工艺改进:真菌多糖的提取工艺对其质量和效果有重要影响。目前,人们在真菌多糖的提取工艺上进行了不断改进,如超声波辅助提取、酶法提取等,以提高提取效率和产品质量。

3. 结构与活性关系研究:人们对真菌多糖的结构与生物活性之间的关系进行了深入研究。通过改变提取工艺或修饰多糖结构,可以调控其生物活性,进而提高其药物功能。

4. 多糖与其他药物的联合应用:真菌多糖与其他药物的联合应用也成为研究热点。通过与化学药物、天然药物等的联合应用,可以增强治疗效果,降低副作用。

5. 新品种开发:为了满足应用需求,人们不断寻求具有更好活性和稳定性的新品种真菌多糖。通过研发新的真菌菌株、优化培养条件等方法,来获得更多种类和更高品质的真菌多糖。

总之,真菌多糖的研究和应用正处于快速发展的阶段,未来将继续受到广泛关注和研究,其应用前景广阔。

真菌多糖

真菌多糖

真菌多糖的研究综述

摘要:真菌多糖是一类从真菌的子实体或菌丝体分离出来的天然高分子化合物。真菌多糖具有抗病毒、抗凝血、降血脂、抗肿瘤、免疫调节、延缓衰老等多种生物活性,成为当今研究的重点。本文综述了真菌多糖的种类和生理功能,并对真菌多糖的应用与开发前景作了概述。

关键词:真菌多糖;生理功能;应用

多糖(Polysaccharide)是由单糖之间脱水形成糖苷键。并以糖苷键线性或分枝连接而成的链状聚合物。一般将多于20个糖基的糖链则称为多糖。多糖广泛存在于动物细胞膜、植物和微生物细胞壁中,是一类天然高分子化合物,它是由醛糖或酮糖通过糖苷键连接在一起的多聚物,是构成生命的四大基本物之一[1]。真菌多糖系是从真菌子实体、菌丝体、发酵液中分离出的,能够控制细胞分裂分化,调节细胞生长衰老的一类活性多糖[2]。真菌多糖具有很强烈的抗肿瘤活性,对癌细胞有较强的抑制力。当前,对真菌多糖的研究主要包括真菌多糖的提取纯化及结构分析和利用一些免疫指标分析其生物活性及免疫机理两个方面。

1真菌多糖的结构

1.1真菌多糖的结构层次

按照多糖的结构分类方法,真菌多糖的结构可分为一级、二级、三级和四级结构。一级结构是指真菌多糖中单糖残基的组成、排列顺序、连接方式、异头物构型以及糖链有无分支,分支的位置与长短等:;二级结构指真菌多糖骨架链间以氢键结合所形成的各种聚合体,只关系到多糖分子中主链的构象,不涉及侧链的空间排布;三级结构指多糖残基中的羟基、羧基、氨基以及其他官能团之间通过非共价作用而导致的有序、规则而粗大的空间构象;四级结构指多糖的多聚链间以非共价作用力而结合形成的聚集体[3]。

1.2真菌多糖的结构分析

真菌多糖的结构分析包括对其一级结构和高级结构的分析。

真菌多糖的一级结构分析包括对单糖组分,糖基连接方式、糖苷键的构型及不同苷键组成比例等的分析。在单糖组分的分析中,一般先对多糖进行完全水解,再用纸层析、薄层层析、气相层析等方法进行鉴定;在糖基连接方式的分析中,通常采用甲基化分析法、高碘酸氧化法、Smith降解法、核磁共振等方法;在糖苷键构型的分析中,可采用糖苷酶水解、核磁共振、质谱等方法;对不同糖苷键比例的分析可通过测红外光谱相对面积来完成。对一级结构的分析,除以上各种方法外,目前还有毛细管电泳、快原子轰击质谱、同位素、免疫化学法、拉曼激光光谱等方法。

真菌多糖的研究进展 2

真菌多糖的研究进展 2

陕西林业科技2007,(2):42~44 Shaanxi Forest Science and Technology 

真菌多糖的研究进展 

魏天儒 ,张战峰。 

(1.杨凌职业技术学院,陕西杨凌712100;2.户县中心苗圃,陕西户县 710307) 

摘要:本文综述了真菌多糖提取和纯化的方法、分子结构分析的方法、构效关系的研究现状和最新进 

展,并对真菌多糖的种类和生物学活性作了概述。 

关键词:真菌多糖;构效关系;抗肿瘤作用 

中图分类号:Q539 文献标识码:A 文章编号:1001—2117(2007)02—0042—03 

Research Progress of Fungi P0lysaccharides 

WEI Tian—ru ,ZHANG Zhan—feng 

(1.Yangling Vocational and Technical College,Yangling 7 1 2 1 00,Shaanxi,China; 

2.Center Nursery of Hu County,Hu County 710307,Shaanxi,China) 

Abstract:A summary about fungi polysaccharides in terms of its extraction and purification methods, 

molecular structural analysis method and structure—activity relationship were made.Analysis of its bio— 

activity as well as its typologies was described. 

Key words:Fungi polysaccharides;structure—activity relationship;tumor resistance 

真菌多糖的化学结构

真菌多糖的化学结构可分为一级、二级、三级、四级结构。真菌多糖的一级结构主链主要有两种:一种是葡聚糖,以β-1,3糖苷键连接为主,兼有少量β-1,4或β-1,6糖苷键,如自然界中的茯苓多糖、云芝多糖等的分子结构;另一种是甘露聚糖,主要由α-糖苷键连接,如:冬虫夏草多糖是α-1,2糖苷键连接,银耳多糖和黑木耳多糖是α-1,3糖苷键连接。真菌多糖的二级结构是指多糖骨架链间以氢键结合形成的各种聚合体,只与分子主链的构象有关,不涉及侧链的空间排布形式。真菌多糖的三级结构是指由多糖中糖残基中的官能团间通过非共价作用而导致的有序、规则而粗大的空间构象。四级结构是指多糖多聚链间以非共价作用力而结合形成的聚集体。

多糖的结构单位可以是直链,也可以有支链:直链一般以α-1,4-和β-1,4-苷键连接,分支链中常以α-1,6-苷键连接。

1 真菌多糖结构研究方法的进展

经过分离纯化的多糖在测定结构前需检查其纯度并确定相对分子质量。目前检查其纯度和确定相对分子质量最常用的方法是高效凝胶液相色谱法(HPGPC),即高效体积排阻色谱法(HPSEC),采用示差折射检测仪(RI)直接检测,如为对称的单峰,说明其均一性良好。需要注意的是,有些样品在水溶液中测定会出现不止一个峰,有可能是聚合所致,此时可换用二甲亚砜(DMSO)作溶剂,会变成一个峰。体积排阻色谱一示差折射检测仪(SEC-RI)测定多糖的相对分子质量,需用一系列已知相对分子质量的标准多糖做标准曲线,通过测定样品的洗脱体积,与标准曲线对比,得到相应的相对分子质量。目前最先进的检测仪是小角激光散射仪(LLS),可以不用标准品而方便地测定多糖的相对分子质量及其分布,还可得到分子链的构象信息。近些年来,体积排阻色谱-小角激光散射仪(SEC-LLS)结合诸如紫外(UV)、折光指数(DRI)检测器对于高度分散的聚合体系统的特征分析,被证明是一种非常好的有效的方法。

组成多糖的单糖品种繁多,单糖的连接顺序、连接位置的不同以及可能有的侧链使多糖结构更具复杂性,其结构鉴定也更困难。目前常用的多糖结构分析方法主要分为3大类,即化学分析法、物理分析法和生物学分析法。包括酸水解、高碘酸氧化、Smith降解、甲基化分析等在内的化学分析法仍然是多糖结构分析常用的方法。物理方法主要包括紫外(UV)、红外(IR)、质谱(MS)和核磁共振(NMR)。生物学方法主要是酶学方法,即利用各种特异性糖苷酶水解多糖分子得到寡糖片断,通过分析寡糖片断的结构来推测多糖的结构。

食药用真菌多糖构效关系研究进展

生物技术通报BIOTECHNOLOGYBULLETIN・综述与专论・2007年第4期

收稿日期:2007-03-22基金项目:山东省自然基金资助项目(Y2006D08)作者简介:胡顺珍(1979-),女,硕士研究生,主要从事应用真菌学研究通讯作者:贾乐,博士,副教授,硕士生导师;E-mail:jiale9015@163.com食药用真菌在我国栽培历史悠久,资源丰富,是寻找新药物的宝贵资源库。早在两千多年前的东汉末期,世界上第一部药物专著《神农本草经》中就记载了灵芝、茯苓、猪苓等真菌药物的药效;明代著名医学家李时珍在《本草纲目》中收载了20多种真菌[1]。食药用真菌多糖是食药用真菌中具有生物活性的主要有效组分之一,而且是公认的安全低毒活性物质。在国际上,食药用菌多糖被称为“生物反应调节物”(biologicalresponsemodifier,简称BRM)。研究表明,真菌多糖具有抗病毒、抗凝血、降血脂、抗肿瘤、免疫调节、延缓衰老等多种生物活性,现已被开发成多种药物和功能性食品添加剂。多糖的构效关系是指多糖的一级结构和高级结构及理化性质与其生物活性的关系,它是当前糖化学和糖生物学共同关注的焦点问题。1多糖的一级结构与生物活性的关系1.1多糖的糖组成和糖苷键类型的影响多糖主链糖单元的组成决定了多糖的种类,不同种类的多糖,其生物学活性存在较大差异。从菌体中获得的活性多糖一般是由葡聚糖构成,据推测,它可能是生物产生宿主防御机制的基本诱发原因[2]。香菇多糖、裂褶多糖均具有葡聚糖主链结构[3],二者都具有抗肿瘤作用及提高细胞免疫及体液免疫功能。其它种类的糖单元组成对多糖的生物活性也有影响,银耳多糖主链为α-(1→3)糖苷键连接的甘露聚糖,具有免疫调节、抗肿瘤、抗凝血、抗血栓等作用[3]。除均聚多糖外,杂多糖也具有一定的生物学活性。冬虫夏草多糖的单糖组成为甘露糖、半乳糖、葡萄糖,它具有提高机体免疫功能,抑制肿瘤细胞的作用,并能改善化疗引起的不良反应[3]。具有抗肿瘤活性的灰树花多糖(从其子实体和菌丝体中提取的多糖)亦为含葡萄糖、半乳糖、甘露糖、食药用真菌多糖构效关系研究进展胡顺珍贾乐(山东农业大学生命科学学院,泰安271018)摘要:真菌多糖具有抗病毒、抗凝血、抗肿瘤、免疫调节、降血脂、延缓衰老等多种生物活性,而多糖的功能与结构密切相关。多糖结构与功能关系的研究已经成为人们关注的一个热点。综述了食药用真菌多糖一级结构、高级结构及多糖的理化性质与其生物学活性之间的关系。关键词:真菌多糖一级结构高级结构构效关系StudyontheStructure-ActivityRelationshipofPolysaccharidesinEdibleandMedicinalFungusHuShunzhenJiaLe(CollegeofLifeScience,ShandongAgriculturalUniversity,Taian271018)Abstract:Fungalpolysaccharideshaveseveralphysiologicaleffectssuchasanti-virus,anti-cruor,anti-tumorandimmuno-enhancing,andtheyhaveshownutilityintheloweringofbloodfatcontentandtheprolongingoflife.Thereiscloserelationshipbetweenthefunctionandthestructureoffungalpolysaccharides,whichhasbecomeremarkablyfocusedinthefieldoflifescience.Keywords:FungalpolysaccharidesFundamentalstructureSuperstructureStructure-activityrelationship2007年第4期木糖、阿拉伯糖、岩藻糖的杂多糖[4]。糖苷键的类型是指多糖主链上相邻糖基的连接方式,多糖主链上糖苷键的类型也是决定多糖活性的重要因素。多数具有突出生物学活性的葡聚多糖都以(1→3)糖苷键连接,由β(1→3)键连接的β-D-葡聚糖往往具有较明显的抗肿瘤活性,若骨架结构主要由(1→6)键或其它键连接,则抗肿瘤活性较低。香菇多糖、猪苓多糖都属于含有β-(1→3)键连接的D-葡萄糖残基为骨架葡聚糖,因此对小鼠移植性肉瘤S180有较强的抑制力,表现出较强的抗肿瘤活性[5]。以(1→6)糖苷键连接的葡聚糖也有一定的活性。如灰树花多糖,其抗瘤免疫活性主要来自β-(1→3)或(1→6)葡聚糖[4]。具有抗肿瘤活性的甘露多糖为(1→6)键型;活性半乳多糖则以(1→3)键型连接[6]。1.2主链构型的影响多糖活性不仅受到糖单元、糖苷键的影响,主链构型的不同也会导致其生物活性的差异。对于葡聚多糖而言,α-葡聚糖一般没有活性,而大多数具有抗肿瘤活性的多糖都具有β-(1→3)-D-葡聚糖的主链结构。食药用菌中的活性多糖,如香菇多糖、猪苓多糖等,其活性成分是具有分支的β-(1→3)-D-葡聚糖[5]。1.3支链长度和位置的影响对有抗肿瘤活性的多糖结构研究显示,水溶性D-葡聚糖有抗肿瘤活性,特别是那些直链的、无过长支链的多糖。如茯苓多糖由于支链过长而不具有抗肿瘤活性,需经过控制性氧化水解,降低支链长度,才具有活性。支链的分支度(degreeofbranch,DB),也称取代度(degreeofsubstitute,DS),对多糖的活性也有影响。只有当多糖达到一定取代度时,才能具有生物活性。每种多糖都存在最佳DB,使其活性达到理想状态。如活性多糖β-(1→3)-D-葡聚糖,分支度在0.2~0.33时生物活性较强[5],而以硫酸基取代葡萄糖基后的硫酸葡聚糖,其产生抗病毒活性的最佳DB为1.5左右。支链的位置也影响多糖的活性。硫酸化多糖硫酸软骨素B的抗凝血活性取决于硫酸取代基的位置,如果改变了取代基的位置,将氨基半乳糖0 ̄4位上的硫酸基变为0 ̄6位硫酸基,则其抗凝血活性完全丧失,即使有很高的硫酸化程度,抗凝血活性也会丧失[7]。1.4官能团的影响多糖中官能团的种类和数量对其生物活性有较大影响,如糖链上硫酸基、乙酰基、烷基等取代位置和含量及络合元素的种类决定了多糖有无活性及活性大小。而这些官能团往往可以通过一定的化学方式进行添加或消除,因此多糖中官能团的改造已成为研究多糖构效关系的有力手段。而针对不同的多糖,不同官能团的改造方法对其生物活性的影响各不相同。1.4.1硫酸根大多数通过硫酸酯化的多糖具有明显的抗病毒、抗肿瘤和抗凝血等活性,如硫酸葡聚糖、硫酸戊聚糖、硫酸香菇多糖等[8]。金顶侧耳多糖PC-3经硫酸化修饰后,对病毒感染细胞的预防作用及对病毒的直接杀伤作用均有所增强,而对病毒生长的抑制作用尤为显著[9]。灰树花多糖硫酸化形成灰树花多糖硫酸酯后,对人胃癌细胞SGC-7901有直接杀伤作用[10]。1.4.2乙酰基多糖乙酰基的数量和位置对多糖活性也有显著影响。0 ̄3位具乙酰基时,多糖抗肿瘤活性最强;0 ̄5位具乙酰基时活性明显减弱;在0位上全部乙酰化时,活性消失。原因是乙酰基能改变多糖分子的定向性和横向次序,从而改变多糖的物理性质,乙酰基的引入使分子伸展变化,最终导致多糖羟基基团的暴露,增加其在水中的溶解性,因此对其活性产生影响[11]。如斜顶菌多糖乙酰化后,其抑瘤活性较修饰前有所提高,其原因除修饰基团自身因素外,还与修饰后水溶性改变有关[12]。1.4.3烷基多糖的烷基化对多糖活性的影响也有报道。如烷基化对硫酸多糖的抗HIV活性有促进作用。研究表明,对寡糖进行分子修饰,引入烷基和硫酸根,发现其修饰产物具有抑制HIV-1的能力[13]。硫酸化烷基寡糖可能从两个方面抑制HIV-1,一方面其寡糖部分与HIV的囊膜糖蛋白有高度亲和性,这与其他硫酸化多糖一致;另一方面其烷基部分与表面活性剂类似,可与病毒囊膜脂双层作用,破坏其囊膜。其抗HIV能力在烷基脱去后明显降低。胡顺珍等:食药用真菌多糖构效关系研究进展43生物技术通报BiotechnologyBulletin2007年第4期2多糖的高级结构与生物活性的关系迄今为止,多糖高级结构的研究还较少,但许多研究者认为多糖的高级结构对功能的影响比一级结构重要得多。活性多糖的高级结构有A、B、C、D型4种:A型为可拉伸带状,B型为屈曲状螺旋,C型为皱纹型带状,D型为屈曲状线图。具有B型结构的多糖有增强免疫功能,A型活性较小,C型和D型一般不具活性。多糖的特定空间构象是其产生生物学活性所必需的,如具有抗肿瘤活性的香菇多糖呈三股螺旋结构,多糖药物裂褶多糖也能形成类似三股螺旋的对称螺旋结构。在香菇多糖加入尿素或二甲亚砜,其活性就丧失,这二者多糖在水溶液的比旋光度不同于在尿素或二甲亚砜中的旋光度,暗示在尿素或二甲亚砜中,多糖立体构型改变了,从而引起活性的丧失[14];向水不溶的裂褶多糖中添加尿素或氢氧化钠,则可诱导产生规则的空间构像,从而表现出抗肿瘤活性[15]。这些都充分证实了立体构型对多糖有显著影响。多糖的高级结构(尤其是空间构像)与活性的关系由于受到多糖空间结构测试手段的限制,目前研究较少,也尚无定论,还有待进一步研究。3多糖理化性质与生物活性的关系3.1溶解度的影响多糖的溶解度对生物活性的影响也很大。多糖溶于水是其发挥生物学活性的首要条件,如从茯苓中提取的多糖组分中,不溶于水的组分不具有生物学活性,水溶性组分则具有突出的抗肿瘤活性。但也有些多糖例外,如日本东京药学院宫琦报道,从大团囊虫草培养物滤液中分离出一种水不溶性多糖(经分析确认是β-葡聚糖),其组成与冬虫夏草完全不同,而它却能强烈抑制小白鼠肉瘤S180的生长[16]。3.2分子量的影响研究发现,分子大小是多糖具备生物活性的必要条件,这可能与多糖分子形成的高级构型有关。多糖发挥生物学活性通常需要其分子质量在一定范围内:多糖分子质量越大,分子体积越大,不利于多糖跨越多重细胞膜障碍进入生物体内发挥生物学活性;但也并不是多糖分子质量越低越好,因为分子质量过低,无法形成产生活性的聚合结构[17]。而且不同多糖产生生物学活性的最佳相对分子质量的范围不同。据报道,硫酸化多糖的抗病毒作用与分子量也有很大关系,硫酸葡聚糖的抗HIV-1活性随分子量的增加而增加,在Mw=10000时最大,10000 ̄500000之间保持最大活性。硫酸葡聚糖抗其它囊膜病毒能力也有近似的趋势[18]。另外,分子量大于100kD的裂褶菌多糖具有较强的抗肿瘤活性,而分子量小于50kD的裂褶菌多糖无任何生物活性[19]。3.3粘度的影响多糖的黏度主要是由于多糖分子间的氢键相互作用产生,还受多糖分子质量大小的影响,它不仅在一定程度上与其溶解度呈正相关,还是临床上药效发挥的关键控制因素之一,如果黏度过高,则不利于多糖药物的扩散与吸收。裂褶多糖是很有应用前景的抗肿瘤药物,但起初由于黏度大而无法在临床上使用,后来采用超声技术在不破坏其结构的前提下使其发生降解,从而降低其黏度,而抗肿瘤活性保持不变,生物利用率大大提高[20]。4展望多糖是重要的生物高分子物质,其在免疫活性和抗肿瘤等方面的活性已受到重视。经过半个多世纪的发展,对多糖的研究不断深入,并建立了一系列多糖生物活性测试方法、结构分析方法,发现了许多具有重要生理活性的多糖。但多糖的研究起步较晚,与蛋白质和核酸的研究相比,还有很大差距,多糖的结构与功能的关系至今仍是多糖研究的薄弱环节,探讨活性多糖的构效关系有待于进一步深入。多糖的构效关系研究,首先要弄清多糖的溶液性质和链构象,而国内对多糖链构象和构效关系的报道很少,尤其溶液中链构象的研究几乎是空白。因此,目前重要的课题是研究它们的构效关系,从分子水平阐明其作用与机理,然后用分子修饰[21]来改善它们的生物活性。多糖的结构和理化性质都与其活性紧密相关,然而两因素并不是孤立地影响多糖的活性,结构决定理化性质,从而影响活性,因此,在多糖构效关系(下转第50页)44

真菌多糖的研究

真菌多糖液体发酵技术研究进展

摘要:真菌多糖液体发酵主要的相关产物活性功效前景研究。

关键词:真菌多糖 生物活性前景 液体发酵

Research Progress of Fungi P0lysaccharides liquid fermentation

Abstract:Fungal polysaccharide liquid fermentation product of the main activity

of the effectiveness of research.

Key words: Fungi P0lysaccharides Bioactive liquid fermentation

引言:

多糖(Polysaccharide)是由单糖之间脱水形成糖苷键,并以糖苷键线性或分枝连接而成的链

状聚合物,一般将多于1O个糖基的糖链称为多糖。多糖在自然界分布广泛,藻类、高等植物、细菌类及动物体内都有存在。真菌多糖是从真菌子实体、菌丝体、发酵液中分离出的,能够控制细胞分裂分化,调节细胞生长衰老的一类活性多糖口][引,因而在国际上被称为“生物反应调节剂”(Biological Response Modifier,BRM )。大量研究证明,真菌多糖具有免疫增强与调节、抗病毒、抗放射、抗肿瘤、抗凝血、抗衰老等作用L3]。我国对真菌多糖的

研究主要是对各种真菌多糖的分离、提纯,研究其生物活性,但对多糖结构以及结构与活性的关系,作用的靶器官的研究较少。正是由于真菌多糖研究所具有的学术价值和广阔的应用前景,使得其研究成为近年来人们关注的研究热点之一,本文对真菌液体发酵相关产物的一些主要生物活性功效做个削析,以求对此类真菌多糖物质生物活性的相关研究有所帮助。

参考文献: 吴坤,朱显峰,张世敏,贾新成真菌多糖结构和生物活性研究。

真菌多糖的开发与利用前景:

我省真菌资源丰富,特别是食、药用真菌。将传统的菌业优势与现代科学技术相结合,对促进农村产业结构调整,实现中药现代化,振兴安徽经济,是当代社会发展的需要。真菌多糖作为保健食品和药品已为人们所认识,人们已开始重视真菌多糖的开发,尤其在生物活性方面。目前国际上食、药用真菌的医疗保健品走俏,正朝抗癌、增寿、强身、益智、美容以及提高免疫力和防止衰老等为特点的系列制品开发。其显著的生物活性, 且几乎没有任何毒副作用, 所以许多真菌多糖用作保健食品的功能添加剂。研制出一系列药品和保健品, 在传统的丸、汤剂基础上又开发了针剂、冲剂、片剂、胶囊、糖浆乃至保健口服液、饮品、速溶茶、酒饮料等各种产品。目前市场上投放的真菌多糖类保健品有上百种之多。

真菌多糖结构和生物活性研究进展

谯科学实践 真菌多糖结构和生物活性研究进展 尹显锋 胡建平 康珏。 刘丹 (1.内江职业技术学院;2.西昌学院;3.成都农业科技职业学院) 摘要:真菌多糖是~类重要的保健功能因子,具有明显的生物活性作 用。本文主要介绍了国内外对真菌多糖的化学结构和生物活性等方面的研 究进展。 . 关键词:真菌多糖化学结构生物活性 0前言 真菌多糖是从真菌子实体、菌丝体、发酵液中分离出的,能够控 制细胞分裂分化,调节细胞生长衰老的一类活性多糖n112],大量研究 证明,真菌多糖具有免疫增强与调节、抗病毒、抗放射、抗肿瘤、抗凝 血、抗衰老等作用[31,是公认的安全低毒活性物质,是近年来人们关 注的研究热点之一,本文就真菌多糖研究的进展进行概括、总结,以 期对多糖的研究开发提供参考。 1真菌多糖的化学结构 真菌多糖的化学结构可分为一级、二级、三级、四级结构。真菌 多糖的一级结构主链主要有两种:一种是葡聚糖,以13—1,3糖苷键 连接为主,兼有少量B一1,4或13—1,6糖苷键,如自然界中的茯苓 多糖、云芝多糖等的分子结构;另一种是甘露聚糖,主要由a一糖苷 键连接,如:冬虫夏草多糖是a一1,2糖苷键连接,银耳多糖和黑木 耳多糖是a一1,3糖苷键连接。真菌多糖的二级结构是指多糖骨架 链间以氢键结合形成的各种聚合体,只与分子主链的构象有关,不 涉及侧链的空间排布形式。真菌多糖的三级结构是指由多糖中糖残 基中的官能团间通过非共价作用而导致的有序、规则而粗大的空间构象。 四级结构是指多糖多聚链间以非共价作用力而结合形成的聚集体。 2真菌多糖的生物活性 2.1抗肿瘤作用真菌多糖对癌细胞并没有直接杀伤能力,其 有效作用就在于能增强网状内皮系统吞噬癌细胞的功能,激活来自 胸腺淋巴的T细胞和来自骨髓淋巴的B细胞,促进抗体的形成。如 猪芩多糖对PHA活化的淋巴细胞具有明显的促增殖作用,抑制 S一180肉瘤细胞的增殖嘲 。茯苓多糖在碱性条件下与氯乙酸反应生 成一种水溶性多糖,羧甲基茯苓多糖(Carboxymethyl—pachy— maran,CMP),CMP对小鼠肿瘤U一14、昆明种小鼠S一180肉瘤等 有抑制作用 。曾报道从金针菇中提取几种不同结构和单糖组分的 金针菇多糖,发现它们对小鼠肉瘤S一180具有明显的抑制作用,并 认为是通过恢复和提高免疫力方法来达到抑制肿瘤的目的[91。 2.2降血糖作用香菇多糖有显著的降血糖、改善糖耐量、增加 体内肝糖原的作用,其作用是通过调节糖代谢、促进肝糖原合成、减 少肝糖原分解引起的,对糖尿病大鼠的心肌、膈肌和脑组织具有保 护作用”01{”1。王慧铭等 I将Wister大鼠腹腔注射四氧嘧啶建立糖尿 病动物模型,并将其随机分组灌胃。21天后观察到香菇多糖有明显 的降血糖作用(P<O.05)。灵芝多糖也有明显的降血糖作用,罗少洪” 对此做了研究,发现灵芝多糖在灌胃剂量达IOOmg/kg以上时,可明 显降低高血糖小鼠血糖水平,无剂量效应关系;对链脉霉素诱发的 高血糖小鼠,在200mg/kg剂量时,可降低正常小鼠的血糖,有明显 的刺激胰岛素分泌的作用,并可明显增强高血糖小鼠对葡萄糖的耐 受力,这与张玲芝等” 的研究结论基本一致:灵芝多糖的主要降糖 机制可能是通过灵芝多糖对胰岛细胞的不同程度的修复而促进胰 岛素分泌,进而降低血糖的。 2.3调节机体的免疫功能真菌多糖可增强机体内单核巨噬细 胞、NK细胞、T、B淋巴细胞等的免疫功能,促进细胞因子的产生,从 而提高机体的细胞免疫及体液免疫水平”日。陈慎宝证明从槐耳菌提 取的槐耳多糖在巨噬细胞吞噬活性试验中表现出巨噬细胞吞噬功 能比空白对照有显著提高,并且能促进T细胞和B细胞的生成,提 高机体细胞免疫和体液免疫功能n 。 2.4抗病毒作用多种真菌多糖都具有抗病毒作用。灰树花多 糖具有显著的抗HIV病毒、抗肿瘤、抗肝炎、以及改善免疫系统功能 等功效 香菇多糖对泡状口角炎病毒感染引起的小鼠脑炎有显著治 254 疗和预防作用 :香菇多糖对防阿伯尔氏病毒和十二型腺病毒感染 也有效㈣。 2.5其他作用 如灵芝多糖可促进核酸和蛋白质的生物合成: 木耳多糖有抗衰老的活性;云芝多糖、猪苓多糖可减轻辐射对大鼠 免疫功能的抑制作用;冬虫夏草多糖在治疗慢性乙型肝炎、丙型肝 炎方面取得较好疗效等等。 3展望 在开发利用方面,先后在食药用真菌多糖的提取及多糖胶囊、多 糖注射液的应用研究方面取得了一定成效,尤其是以真菌多糖作为 原料生产的保健食品在市场上也越来越多。由于真菌多糖能明显增 强免疫功能,所以对治疗免疫功能低下症、肿瘤的治疗等方面也大 有开发应用的前景。 参考文献: [1]刘博,许德昌.真菌多糖研究进展[J].中国甜菜糖业,2007,3: 26-29. 12 JBrauer D:Kimmons T:Phillips M.Comparison of two methods for the quantitation of B—glucans frOm shiitake mushrooms『J].Jour— nat of Herbs,Spices&Medicinal Plants(J HERBS SPICES MEDICI— NAL PLANT),2007;1 3【3):1 5—26. [3]Chen,Shih Chung,Lu,Mei—Kuang.Antiangiogenic activities of polysaccharides isolated ffom medicinal fungi[J].FEMS Microbiology Letters:Aug20O5,Vo1.249 Issue 2,p247—254. [4]刘玉红,王凤.真菌多糖结构研究进展[J].中国药学杂志,2007,42 (8):561—564. [51葛青,张安强,孙培龙.真菌多糖结构修饰及鉴定研究进展[J].中国 食用菌2008,27(1):5~8. [6]李庆。猪苓合剂抗肿瘤作用的实验研究[J].细胞与分子免疫学杂志, 2007,23f6):551—548. [7]冯刚,罗利琼等冲药多糖在信号转导中诱导细胞凋亡的探讨[J].肿 瘤防治研究,2005,32(9):557—559. [8]陈春霞.羧甲基茯苓多糖研究进展[J].中国食用菌,2005,24(1): 17-20. [9]谢诚,高向东等.富锗金针菇多糖空间结构和与生物活性关系的研 究[J].中国药科大学学报,2004,(35)6:576—580. 【1 0】Kim SW,Hwang HJ,Baek YM,Lee SH,Hwang HS,Yun JW. Proteomic and transcriptomic analysis for streDtOzOtOcin—induced di- abetic rat pancreas in response tO fungal pOlysaccha de treatments [J].Proteomics.2008 Jun;8(1 1):2344—61. 【11]张听,张强,梁彦龙.香菇多糖的抗肿瘤和降糖作用机制的研究进展 [J],中国药事,2008,(22)2:149—154. 【12]王慧铭,项伟岚,潘宏铭等.香菇多糖对高血糖大鼠降血糖作用及其 机理的研究[J].浙江中医学院学报,2005,29(5):68. 【13]罗少洪,杨红.灵芝多糖调节血糖作用的实验研究(J],广东药学院 学报,2000,16f2):119—120. 【1 4】张玲芝.灵芝多糖降血糖的机理探讨 .福建医药杂志,2004,26(3): 137-140. f15J姚金凤吴亮等.灵芝多糖降血糖的机理探讨【JJ.福建医药杂志, 2004,26(3):137—140. 【16l张秀娟,季宇彬.真菌多糖的免疫药理作用的研究【J1.哈尔滨商业 大学学报,2002 18I1):63—65. 【171陈金烟,卢政辉 真菌多糖的免疫效应抗肿瘤作用机理的探讨 . 福建轻纺,2002,4:4—7. 【18】熊中良,邓春生.真菌多糖免疫活性的研究进展{J】_江西农业学报, 2006,18(2):118—120. 【19】边杉,叶波平,奚涛等.灰树花多糖的研究进展【J】.药物生物技术, 2004,11(1):60—6. 【2O1龚淑俐,邓放明真菌多糖的生物活性研究进展【J】.中国食物与营 养,2007,1:27—28.

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