生物活性多糖的研究现状及展望

摘要 多糖具有多种生物活性，在生物体内起着重要作用，现已成为国内外众多学科领域研究的热点之一。总结了活性多糖的结构、分类以及生物活性等，阐述了活性多糖的生物功能，包括抗病毒、抗肿瘤、降血脂、提高免疫力等，分析其研究现状，并对活性微生物多糖的研究进行了展望，以期为生物活性多糖的研究利用提供一定的理论基础。

关键词 多糖；生物活性；现状；展望

中图分类号 R151 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2015）19-0318-01

Abstract Polysaccharide with a variety of biological activity plays an important role in the body，it has become one of the hot areas of research of many disciplines at home and abroad. From the aspects of the structure，classification and biological activity of polysaccharides and other research status of polysaccharides were summarized，polysaccharides as an important class of biologically active substances with anti-viral，anti-cancer，lowering blood pressure，improving the immune system and other biological functions. The research status of bioactive polysaccharide was analyzed，and the study of active microbial polysaccharides was discussed，so as to provide certain theoretical basis for the use of the research on bioactive polysaccharide.

Key words polysaccharide；biological activity；status；prospect

生物活性多糖是指一类从生物体中提取出来的具有生物生理活性的多糖类物质，一般含有7个以上的一种或多种单糖，在植物、动物、真菌、细菌内都有存在。生物活性多糖对生命有机体的组成和多种生理功能非常重要，是与人类生活紧密相关的一类生物大分子，对维持生命活动起着重要的作用。截至目前，人们对蛋白质和核酸的研究较深入，但是对多糖的研究远远不如蛋白质和核酸。

1 活性多糖的结构

多糖亦称多聚糖，是10个以上单糖残基用糖苷键相连而成的聚合体。多糖在自然界中的分布非常广泛，如植物中的一些果胶、淀粉、纤维素、半纤维素等，动物中的甲壳质、粘性物质、糖原等都是多糖或是多糖组成。多糖的生物活性主要得益于其特定的结构，因此要利用和开发多糖就需要了解多糖的结构。多糖的结构分类与蛋白质相似，包括一级结构和高级结构，高级结构又包括二级、三级及四级结构[1]。

2 活性多糖分类

根据组成单糖的类别，可以将多糖划分为均聚多糖、杂多糖、糖缀合物三大类；根据多糖的来源，多糖又可以被划分为植物多糖、动物多糖、真菌多糖。

3 多糖的生物活性

3.1 一级结构

主链糖单元的组成决定了多糖的种类，多糖的类型不同，其生物学活性也不同。多糖可以分为杂多糖和同多糖2类。杂多糖是指单糖种类为2种或超过2种连接组成的多糖；同多糖是指由一种单糖缩合形成的多糖。从真菌中提取的活性多糖多是由葡萄糖构成，如灰树花多糖、香菇多糖、裂褶多糖等。构成多糖的基本单元一般为葡聚糖，据研究，葡聚糖可能与生物产生宿主防御机制有关[2]。

3.2 高级结构

目前，很少有学者对多糖的高级结构进行研究，但是其高级结构对多糖功能的影响甚至比其一级结构还大，这一点已经得到科学家的认可。多糖的生物学活性是由其具有的特定空间构象来决定的，如香菇中的多裂褶多糖具有抗肿瘤的活性是由于其具有的β-二股绳状螺旋型立体构型，但是如果加入一定量的二甲亚砜或尿素，则多糖的分子构型就会发生改变从而丧失抗肿瘤的活性，可以得出立体构型对多糖活性有非常重要的影响[3]。又如向不溶的裂褶多糖中添加尿素或氢氧化钠可以诱导产生规则的空间构象从而表现出抗肿瘤活性[4]。目前对多糖高级结构的研究受限于糖空间结构测试手段，还有待于进一步研究。

4 活性多糖的生物学功能

糖类不仅可以作为一种能量资源或结构材料，还有一部分多糖可以参与细胞的代谢及生理调节，使其产生多种生物学功能。目前，对保健食品功能因子的研究焦点之一就是活性多糖的保健功能[5]。近年来，多糖的保健功能报道主要包括多糖的抗肿瘤、降血脂、抗病毒、抗氧化、提高免疫功能等。

多糖提高机体免疫功能的途径包括以下几个方面：一是增强巨噬细胞的吞噬能力，诱导产生白细胞介素1和肿瘤坏死因子；二是促进T细胞增殖，诱导其分泌白细胞介素2；三是促进淋巴因子激活的杀伤细胞（LAK）活性；四是提高B细胞活性，增加多种抗体的分泌，加强机体的体液免疫功能；五是通过不同途径激活补体系统，有些多糖是通过替代通路激活补体的，有些则是通过经典途径[6]。

具有抗肿瘤作用的多糖主要有两大类[7]：一类是抗肿瘤活性多糖是作为生物免疫反应调节剂通过增强机体的免疫功能而间接抑制或杀死肿瘤细胞；另一类是具有细胞毒性的多糖直接杀死肿瘤细胞。

5 活性多糖研究现状

目前，国内外主要研究植物多糖的结构和功能，并将其应用于医药领域，使其生产出更多有益于人类健康的药品。我国对多糖的研究主要侧重于药用植物和药用真菌中的多糖提取和功能。2004年4月纯度高达98%以上的活性多糖被我国研究者从多种中药材中提取出来，使得我国天然植物多糖提取技术跻身国际先进行列。

虽然多糖广泛存在，但是微生物多糖具有植物和动物多糖都不具备的优良特性。这主要是由于微生物的生产周期短，季节和地域的限制都不会影响微生物的生长，因此其具有非常广阔的发展前景。微生物多糖包括胞内多糖、胞外多糖和胞壁多糖。据调查，目前可以产生胞外多糖的微生物有49属76种。大多数微生物的生物多糖产量较低，要使其产糖量高，必须给予一定的营养比例，且提取多糖的成本很高，因此应用于大规模工业生产多糖的微生物很少。

6 展望

今后对微生物多糖的研究应从以下几个方面进行：一是摸清多糖产生的机理、合成代谢及分解代谢的过程，有助于活性微生物多糖的工业化生产应用；二是找出多糖的结构与其主导的功能之间的关系，这是今后微生物多糖研究的关键问题，只有解决了这个问题才能更好地研究和利用生物多糖；三是确定微生物多糖的产生与遗传基因之间的关系，便于今后对微生物基因的改造，从而生产出更多有利于人类的生物多糖。

7 参考文献

[1] 陈欢.粘细菌NUST06胞外多糖的化学组成及其应用的研究[D].南京：南京理工大学，2003.

[2] 张松，徐章荫.多糖类医药生物活性研究进展[J].中国生化药物杂志，1996（6）：272-275.

[3] ZHANG P，ZHANG L，CHENG S.Effect of urea and sodium hydroxide on the molecular weight and conformation of B-（1，3）-D-glucan from letinus edodes in aqueous solution[J].Carbohydr Res，2000，327（2）：431-438.

[4] YOUNG S H，JACOBS R R.Sosium hydroxide-induced conformational change in schizophyllan detected by the fluorescence dye，aniline blue[J].Carbohydr Res，1998，310（1）：91-99.

[5] 田庚元.天然多糖的研究和应用（上）[J].上海化工，2000（10）：29-31.

[6] 李天宝.碱提肠浒苔水溶性多糖的结构及活性研究[D].哈尔滨：东北师范大学，2007.

[7] 范荣波，张兰威.微生物多糖生物活性的研究现状[J].中国乳品工业，2006（6）：43-45.

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