网络教育学院《新能源发电》课程设计 题目： 学习中心： 层次： 专业： 年级： 学号： 学生： 辅导教师：康永红 完成日期：
海洋能利用现状与特点 摘要：海洋能指海洋中所蕴藏的可再生自然能源，主要为潮汐能、波浪能、海流能、海水温差能和海水盐差能。更广义的海洋能源还包括海洋上空的风能、海洋表面的太阳能以及海洋生物质能等。海洋能具有蕴藏量大、可再生性、不稳定性及造价高污染小等特点。 关键词：海洋能使用现状展望与发展 一、海洋能的利用现状及在我国的发展现状 1、海洋能的利用现状 世界海洋能的蕴藏量约为750多亿千瓦，如此巨大的能源资源是当前世界能源总消耗量的数千倍，开发利用潜力巨大，利用海洋能发电已经成为国际新能源市场的一大热点。在中国大陆沿岸和海岛附近蕴藏着较为丰富的海洋能资源，总蕴藏量约为8亿多千瓦，目前尚未得到充分开发。 2、我国海洋能的利用现状 中国海洋能的现代开发利用始于20世纪50年代末，到70年代末、80年代初，中国海洋能的开发利用有了较大发展，具备了一定的科技和开发基础。经过不断努力，中国海洋能发电产业稳步增长，海洋能发电“十五”期间平均增长速度为16%左右，“十一五”期间仍然保持良好发展势头。 近年来，中国海洋能开发步伐进一步加快。山东长岛海上风电场、江苏如东海上示范风电场一期工程开工建设，上海东海大桥海上风电场顺利建成，浙江三门2万千瓦潮汐电站工程、福建八尺门潮汐能发电项目正式启动，海洋微藻生物能源项目落户深圳龙岗……。温岭江厦潮汐试验电站是中国最大的潮汐电站，总装机容量3900千瓦，规模位居世界前列。 经过多年的技术积累，中国在海洋能开发及相关研究领域已经取得丰硕成果，开发成本不断降低，海洋能产业进入战略机遇期。中国海洋能资源蕴藏量丰富，清洁无污染，再生能力强，海洋能发电产业得到国家政策的鼓励和扶持，投资前景良好。 二、海洋能具有的分布与特点 1、海洋能的分布情况 海洋能包含了潮汐能、海流能、海水温差能和海水盐差能，这几种能量有的
活性多糖类活性物质最新研究进展 海洋是一个化合物多样的世界。在已发现的海洋天然产物中，超过0.1％的化合物结构新颖、独特，活性十分显著，活性多糖类物质是其中最有代表性的一个，已成为重要的有效化合物或先导化合物来源，本文浅析该物质的研究发展现状，国际最新研究以及未来趋势。 [关键词]活性多糖类活性物质现状最新研究趋势 多糖是由多个单糖分子缩合、失水而成，是一类分子机构复杂且庞大的糖类物质，活性多糖是指具有某种特殊生理活性的多糖化合物，如真菌多糖、植物多糖等。植物多糖比如枸杞多糖、香菇多糖、黑木耳多糖、海带多糖、松花粉多糖等多数是蛋白多糖，具有双向调节人体生理节奏的功能。 1 海洋活性多糖类活性物质发展现状 世界海洋天然产物的开发正方兴未艾，走在这一领域前列的是美国、日本及欧盟，最近发展很快的是韩国。这些科技发达国家投入可观的科研经费，对海洋药物进行开发和研究。在过去的几十年间，6000多种海洋天然产物被发现，其中有重要生物活性并已申请专利的新化合物有200多种，而在70年代只有少数几个有关前列腺素的专利申请，80年代至今则数量大增。在已发现的这些化合物中，不仅包括陆地生物中已存在的各种化学类型，并且还存在很多独特的新颖化学结构类型，尤其重要的是从海洋生物中发现了一系列高效低毒的抗肿瘤化合物，其中有些已进行临床前或临床研究阶段。美国是最早开展海洋生物活性物质研究的国家，随后各国学者相继开展了海洋生物抗肿瘤、抗病毒、抗真菌、抗心脑血管病、抗艾滋病等活性成分的研究。欧洲也是世界上最早开始海洋药物研究的地区之一，由于经济科技人才等多方面的优势，德英意法西等国在海洋天然产物研究领域一直居世界先进水平。反映海洋天然产物研究最高学术水平的《国际海洋天然产物研讨会》(International Symposium on Marine Natural Products)每3年举行1次，自1975年第一届至今已举行了10届，其有有6次在欧洲召开，大会特邀报告的专家有50%以上来自欧洲。目前在海洋天然产物领域世界上已形成了欧洲、美国、日本三足鼎立的局面。为了在海洋生物高技术领域能够与美、日抗衡，西欧许多国家采取了强强联合策略，欧盟制定的海洋科学和技术(Marine Sciences and Technology，简称MAST)计划即是在这种形势下出台的，该计划实施至今已从7000多个海洋生物及15000多个海洋微生物中发现了450多个具
1.6 酶学性质研究 （1）pH 的影响：分别测定粗酶液在pH3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0下的酶活力，确定其最适反应pH 值；将粗酶液用上述pH 缓冲液稀释后，45℃水浴保温4小时后，测定其剩余酶活力。 （2）温度的影响：分别在40~95℃下测定酶活力，确定其最适反应温度；将酶液在40～90℃范围内的不同温度下保温60 min 后，测定其剩余酶活力。 （3）金属离子的影响：在酶液中分别添加各种金属离子，使其浓度为4 mmol ／L ，然后测定酶活力。 2.5 纤维素酶粗酶液酶学性质 2.5.1酶反应的最适pH 值和酶的pH 稳定性 粗酶液在不同pH 值下测得的酶活及在不同pH 值下处理4小时后测得的相对酶活示于图11。结果表明，CMCase 在pH 3.5～4.5有较高的酶活力，最适反应pH 值为4.0；β-Gluase 在pH 4.5～5.5酶活力较高，最适反应pH 值为5.0，同样方法测得FPA 最适反应pH 为5.0。可见，该菌株所产的各组分纤维素酶是酸性酶。 图11表明，该菌产CMCase 在pH3.0～6.0的范围内，β-Gluase 在pH3.5～5.5的范围内，酶活力均可保持在80％以上，说明该菌株所产酸性纤维素酶可在较宽的pH 值范围内保持其酶活力的稳定性。2.5.2 酶反应的最适温度和酶的热稳定性 在不同温度下直接进行酶促反应测得的酶活及在不同温度下热处理60 min 后于最适反应温度和最适pH 下测得的相对酶活(以4℃保存的酶液活力为100%)示于图12。结果表明，CMCase 、β-Gluase 及FPA 最适反应温度均为65℃。 c e l l u l a s e a c t i v i t y ( U .m l -1) pH r e l a t i v e y a c t i v i t y （%） c e l l u l a s e a c t i v i t y ( U .m l -1) temperature ( o C ) r e l a t i v e y a c t i v i t y （%） 图11 pH 值对酶活力及酶稳定性的影响 Fig.10 Effects of pH value on Cellulase activity and stability 图12 温度对酶活力及酶稳定性的影响 Fig.11 Effects of temperature on activity and stability of cellulase
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中，多为水溶性硫酸多糖。它也存在于细胞壁之中，细胞壁微纤维主要不是由纤维素组成，而是由木聚糖或甘露聚糖构成，另外，细胞质内尚有少量的多糖存在。水溶性硫酸多糖是绿藻多糖的主要成分，其组分和结构随绿藻种类的不同而不
海洋能利用的现状与发展概况 张翔张翔 海洋能源通常指海洋中所蕴藏的可再生的自然能源，主要为潮汐能、波浪能、海流能（潮流能）、海水温差能和海水盐差能。更广义的海洋能源还包括海洋上空的风能、海洋表面的太阳能以及海洋生物质能等。究其成因，潮汐能和潮流能来源于太阳和月亮对地球的引力变化，其他基本上源于太阳辐射。海洋能源按储存形式又可分为机械能、热能和化学能。其中，潮汐能、海流能和波浪能为机械能，海水温差能为热能，海水盐差能为化学能。 近20多年来，受化石燃料能源危机和环境变化压力的驱动，作为主要可再生能源之一的海洋能事业取得了很大发展，在相关高技术后援的支持下，海洋能应用技术日趋成熟，为人类在下个世纪充分利用海洋能展示了美好的前景。 1海洋能概况 我国大陆海岸线长达1800O多公里，有大小岛屿696O多个，海岛总面积6700平方公里，有人居住的岛屿有43O多个，总人口45O多万人沿海和海岛既是外向型经济的基地，又是海洋运输和开发海洋的前哨，并且在巩固国防，维护祖国权益上占有重要地位。改革开放以来，随着沿海经济的发展，海岛开发迫在眉睫，能源短缺严重地制约着经济的发展和人民生活水平的提高。外商和华侨因海岛能源缺乏，不愿投资；驻岛部队用电困难，不利于国防建设；特别是西沙、南沙等远离大陆的岛屿，依靠大陆供应能源，因供应线过长，诸多不便。为了保证沿海与海岛经济持久快速发展及人民生活水平不断提高，寻求解决能源供应紧张的途径已刻不容缓。 2海洋能特点： 1.海洋能在海洋总水体中的蕴藏量巨大，而单位体积、单位面积、单位长度所拥有的能量较小。这就是说，要想得到大能量，就得从大量的海水中获得。 2.海洋能具有可再生性。海洋能来源于太阳辐射能与天体间的万有引力，只要太阳、月球等天体与地球共存，这种能源就会再生，就会取之不尽，用之不竭。 3.海洋能有较稳定与不稳定能源之分。较稳定的为温度差能、盐度差能和海流能。不稳定能源分为变化有规律与变化无规律两种。属于不稳定但变化有规律的有潮汐能与潮流能。人们根据潮汐潮流变化规律，编制出各地逐日逐时的潮汐与潮流预报，预测未来各个时间的潮汐大小与潮流强弱。潮汐电站与潮流电站可根据预报表安排发电运行。既不稳定又无规律的是波浪能。 4.海洋能属于清洁能源，也就是海洋能一旦开发后，其本身对环境污染影响很小。 3海洋能的分类 1、潮汐能 因月球引力的变化引起潮汐现象，抄袭导致海水平面周期性地升降，因海水涨落及潮水流动所产生的能量成为潮汐能。 潮汐与潮流能来源于月球、太阳引力，其它海洋能均来源于太阳辐射，海洋面积占地球总面积的71%，太阳到达地球的能量，大部分落在海洋上空和海水中，部分转化成各种形
多糖抗肿瘤活性的最新研究进展 李 松1,吴青华1,陈 畅2,顾 黎1 (1.山东大学生命科学学院,山东济南250100;2.北京化工大学生命科学与技术学院, 北京100029) 摘 要:此文综述了对多糖抗肿瘤活性的最新研究进展,包括多糖抗肿瘤作用途径、影响多糖抗肿瘤作用的因素以及多糖在肿瘤治疗上的应用现状,并对多糖抗肿瘤研究进行了展望。 关键词:多糖;抗肿瘤;免疫调节;直接作用 中图分类号:R979.1 文献标识码:A 文章编号:100521678(2007)0320213203 R ecent research progress on anti -tumor activity of polysaccharides LI S ong 1,W U Qing 2hua 1,CHE N Chang 2,G U Li 1 (1.School o f Life Science ,Shandong Univer sity ,Jinan 250100,China ;2.School o f Life Science and Technology ,Beijing Univer sity o f Chemical Technology ,Beijing 100029,China ) 收稿日期:2006209225;修回日期:2006210223基金项目:国家自然科学基金课题(N o.30470399) 作者简介:李松(19832),女,安徽宿州人;顾黎(19752),女,博士,通信作者,研究方向为糖生物学与糖化学,T el :0531288366153,E 2 mail :yehe.gl @https://www.doczj.com/doc/6018857860.html, 。 多糖(polysaccharide )是由20个以上的单糖通过糖苷键连接形成的含醛基或酮基的多羟基聚合物及其衍生物,广泛分布于动物、植物及微生物的细胞壁中。多糖具有广泛的生物学功能[123],它不仅可以作为体内的供能物质及某些物质的基本组分,还参与细胞间的识别、机体免疫功能的调节、细胞间物质的运输、细胞的转化、肿瘤细胞的凋亡等过程。自 1988年牛津大学Dwek 教授提出糖生物学的概念以来,多糖 的研究已成为热点之一。其中,对多糖抗肿瘤活性研究最为引人瞩目。本文将从多糖抗肿瘤作用的机理、影响其抗肿瘤作用的因素以及目前在肿瘤治疗上的应用现状等方面进行综述。 1 多糖抗肿瘤作用的机理 1.1 通过调节免疫系统发挥抗肿瘤作用 1.1.1 对免疫器官的调节 肿瘤细胞会诱导淋巴细胞凋 亡,导致胸腺与脾脏等免疫器官萎缩,从而降低宿主免疫力,产生危害。郑维发等 [4] 以S180肉瘤细胞为肿瘤模型探讨了 嗜盐隐杆藻胞外多糖(EPAH )的抗肿瘤活性。以75mg/(kg ? d )的剂量对荷瘤小鼠给药,小鼠的胸腺指数、脾指数和血液 淋巴细胞的数量都有明显的提高。这表明EPAH 能够显著提高荷瘤小鼠的脾脏和胸腺质量,进而提高机体免疫力,实现抑瘤功能。 1.1.2 对巨噬细胞的影响 作为机体重要的免疫细胞,巨 噬细胞几乎参与体内的一切免疫反应。近年来的研究发现, 许多种类的多糖都能通过对巨噬细胞的调节来实现抗肿瘤功能。据报道,一些自22个科的35种植物中分离出来的多糖都有增强巨噬细胞活性的功能,包括增强巨噬细胞对肿瘤细胞的毒性、激活巨噬细胞的吞噬能力、提高活性氧(ROS )和一氧化氮(NO )产量、促进α肿瘤坏死因子(T NF 2α)、粒/巨噬细胞集落刺激因子(G M 2CSF )、白细胞介素(I L )21β、I L 26、I L 28、I L 212、 γ干扰素(IFN )(IFN 2γ)以及IFN 2β等趋化因子和细胞因子的分泌。如从落矶山园柏(Juniperus scopulorum )松果中提取的含阿拉伯半乳聚糖的多糖对人和鼠的巨噬细胞都有免疫调节作用,能够促进巨噬细胞iNOS 的表达以及升高NO 产量、引发ROS 产生、增强炎性(I L 21,I L 26,I L 212和T NF 2α)及非炎性(I L 210)细胞因子的分泌等[5]。自中华芦荟(Aloe vera L. var.chinensis )中提取的富含甘露糖的多糖生物反应调节剂 PAC 2I 能够促进巨噬细胞移向腹腔,增强主要组织相容性复 合物II (MHC 2II )以及免疫球蛋白G 的Fc 受体(Fc γR )的表达、促进细胞的内吞作用及噬菌作用、诱导NO 的产生及T NF 2α的分泌,并明显延长了荷瘤的小鼠的寿命[6]。Im 等[7]研究发现,自盐角草(Salicornia herbacea )中分离出的一种多糖,不仅可以促进T NF 2α、I L 、NO 的分泌,而且能够通过激活单核细胞活性并促进单核细胞向巨噬细胞的分化来实现对巨噬细胞的免疫调节,进而发挥抗肿瘤作用。 除植物以外,K itazawa 等发现,注入自保加利亚乳杆菌 O LL 1073R 21中分离出的细胞外磷脂多糖后,小鼠巨噬细胞 的数量是注入等量磷酸盐缓冲液的对照组的3倍[8]。在糙 皮侧耳(Pleurotus ostreatus )的菌丝体中得到的一种蛋白聚糖,能够明显激活植有S180肉瘤小鼠的巨噬细胞产生NO 以及 NK 细胞产生细胞毒素,具有很好的应用前景[9]。 1.1.3 对T 、B 淋巴细胞及NK 细胞的影响 Park 等[10]发 现,自黄皮树(Phellodendron.chinese Schneid )中分离出来的多 3 12中国生化药物杂志Chinese Journal of Biochemical Pharmaceutics 2007年第28卷第3期
第23卷 第5期Vol.23 No.5 平 原 大 学 学 报 J OU RNAL OF PIN GYUAN UN IV ERSIT Y 2006年10月 Oct.2006 多糖结构的研究方法及其活性的研究进展 3 丰贵鹏 (平原大学化学与环境工程学院,河南新乡453003) 摘 要:综述多糖研究的经典方法和新技术的应用情况,以及5年来其活性的研究进展状况。关键词:多糖结构;多糖活性;抗肿瘤活性;抗氧化活性 中图分类号:Q539 文献标识码:A 文章编号:1008-3944(2006)05-0128-03 多糖作为天然大分子物质同核酸、蛋白质一样是所有生命有机体的重要组成部分,在高等动物、植物、藻类以及菌类中均有存在,是自然界含量最丰富的生物聚合物,与维持生命所需的多种生理功能密切相关。就多糖的研究状况而言,虽然已经取得了巨大进展,但与核酸和蛋白质的飞跃发展相比,显得 远远落伍。[1] 近年来,生物学、化学等学科的研究飞 速发展,对多糖及其复合物的化学结构和生物活性 的研究也越来越深入。 [2]一、结构研究 (一)经典方法 紫外分光光度法、纸层析和Sep hadex 凝胶柱层析:在实验室常采用硫酸苯酚法和蒽酮硫酸法测定多糖的总含量及其纯度,其中硫酸苯酚法尤为常用。此外,可以利用紫外分光光度计在280nm 和260nm 处有无吸收来判断多糖样品是否含有蛋白质和DNA 。因此,紫外分光光度法在多糖结构研究中被 广泛应用。闫吉昌、崔春月、张奕等[3]用纸层析和Sep hadex 凝胶柱层析分析以库拉索芦荟为材料,经 热水抽提,乙醇分级沉淀,酶法和seveg 法去除蛋白质后得到的2种酸性多糖PSA1和PSA2,证实其均为单一组分。 甲醇解、气相层析质谱(GC/MS )、高效液相色谱(HPL C )、薄层层析:多糖的甲醇解是分析多糖组分的常用方法,GC/MS 常用于单糖的分离和鉴定。佘志刚、胡谷平、吴耀文等[4]用改进的甲醇解方法从 鲍鱼中分离出一种鲍鱼多糖HalA ,甲醇解后的产物经三甲硅醚衍生,进行GC/MS 分析,确定鲍鱼多糖HalA 主要由萄萄糖、半乳糖、甘露糖,以及少量木糖、岩藻糖和半乳糖醛酸组成。闫吉昌、崔春月、张奕等[3]用薄层层析和乙酰化GC/MS 分析库拉索芦荟中的多糖PSA1,发现其是由甘露糖和葡萄糖组成,摩尔比为1∶1.3;多糖PSA2主要由甘露糖组成。孟庆勇、刘志辉、徐美奕等[5]用薄层层析分析从半叶马尾藻中用热水浸提法获得的半叶马尾藻多糖,发现其组成可能为木聚糖。丁琼、张俐娜[6]等用GC/MS 、H PL C 方法分析茯苓菌丝体中的多糖,从 中提取出4种多糖组分,编号分别为PCM1、PCM2、PCM3和PCM4。PCM1、PCM2为酸性杂多糖由D —鼠李糖、D —木糖、D —甘露糖、D —半乳糖、D — 葡萄糖及葡萄糖醛酸组成。PCM3主要为线型β(1→3)—D —葡聚糖,PCM4由D —葡萄糖和葡萄糖醛酸组成。 红外光谱、核磁共振(NMR ):红外光谱是分析多糖结构的强有力的工具,可以判别多糖的特征吸收峰。例如:利用890cm -1吸收峰来判别β-糖苷键的存在,840cm -1吸收峰来判别α-糖苷键的存在,吡喃糖苷在1100～1010cm -1间应有3个吸收峰,而呋喃糖苷在相应区域只有2个吸收峰,810cm -1和870cm -1是甘露糖的吸收峰,1260cm -1和1730cm -1是酯基或O -乙酰基的特征。此外,利用 红外光谱在3500cm -1处有无吸收常用来判断甲基 ? 821?3收稿日期:2005-12-23 修回日期:2006-06-26 作者简介:丰贵鹏(1982-),男,河南新乡人,主要从事生物化工方面的教学与研究。
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，特别是生物活性明确的中草药来源的多糖，如何能较快达到符合国际规范的新药是很迫切的
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,特别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、可经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,也有经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,可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。到当前为止,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,当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
[摘要]极端微生物通常分为六个类群：嗜热微生物、嗜冷微生物、嗜酸微生物、嗜碱微生物、嗜盐微生物、嗜压微生物。极端环境中的微生物为了适应生存，逐步形成了独特的结构和生理机能，以适应环境。因此，研究适应机理并利用其特殊生理机能具有重要的理论和实际意义，极端微生物能产生多种极端酶和其他生物活性物质，极端微生物资源的开发利用有着广阔的前景。 极端环境(extreme environment) 泛指存在某些特殊物理和化学状态的自然环境，包括高温、低温、强酸、强碱、高盐、高压、高辐射和极端缺氧环境等，适合在极端环境中生活的微生物称为极端微生物(extremophiles)( Margesin and Schinner，2001【1】； Rothschild and Mancinelli，2001【2】；骏等，2006【3】；敏和东秀珠，2006【4】)．海洋极端环境一般是指与正常海洋环境绝然不同的物理化学环境，主要包括海底热泉、海底冷泉和泥火山环境，其次还包括高盐度(卤水)、强酸化、缺氧和滞流等海洋环境。海洋极端微生物通常为化能自养生物(chemoautotroph)，在分类体系上属于细菌和古细菌类，生活在无光、无氧或少氧环境，能利用一些海底热催化反应过程中产生的还原性小分子(H2、H2S和CH4 等)合成能量进行有机碳固定和新代，具有独特的基因类型、特殊生态群落、特殊生理机理和特殊代产物，有些属于共生生物(endosymbiont)。 一、极端微生物的种类及其生理特点 1．1 极端嗜热菌（Thermophiles） 一般最适生长温度在90℃以上的微生物，被称做极端嗜热菌【5,6】。已发现的极端嗜热菌有20多个属，大多是古细菌，生活在深海火山喷口附近或其周围区域【7】。如斯坦福大学科学家发现的古细菌，最适生长温度为100℃，8O℃以下即失活；德国的斯梯特(K Stette)研究组在意大利海底发现的一族古细菌，能生活在110℃以上高温中，最适生长温度为98℃，降至84℃即停止生长；美国的巴罗斯(J．Baroos)发现一些从火山喷口中分离出的细菌可以生活在250℃的环境中，嗜热菌的营养围很广。多为异养菌，其中许多能将硫氧化以取得能量。 1．2 极端嗜酸菌(Acidophiles) 一般指生活环境pH值在1以下的微生物，往往生长在火山区或含硫量极为丰富的地区。多为古细菌，其体环境保持pH值7左右。能氧化硫，硫酸作为代产物排出体外。嗜酸菌往往也是嗜高温菌。 1．3 极端嗜盐菌(Extremehalophiles)
中图分类号：TS23；文献标识码：A；文章篇号:1007-2764(2004)01-0037-0104 活性多糖构效关系研究进展 孙 群 阚健全 赵国华 陈宗道 （西南农业大学食品科学学院 重庆北碚 400716） 摘 要：活性多糖具备抗肿瘤、抗病毒等多种多样的生物功能，而活性多糖的功能与结构关系密切。关于活性多糖的构效关系研究已成为生命科学的最前沿领域之一。本文详细论述了对活性多糖一级结构、高级结构与其生物学活性关系的研究进展。 关键词：活性多糖；构效关系；一级结构；高级结构 糖类是自然界最多的有机化合物，多糖是重要的生物高分子物质，但在较长时期内未受到重视，所以多糖的研究比蛋白质核酸晚，现在已知自然界组成多糖的单糖已超过百种。近几十年来，人们不断发现糖类物质具有多种多样的生物功能，如促进免疫、抗肿瘤、抗突变、降血脂、抗病毒等。所以常把多糖称为“生物应答效应物”（biological response modifer, BRM）或活性多糖。而它的化学结构则是其生物活性的基础，为此，构效关系成为当前糖化学和生物学共同关注的焦点问题。本文就活性多糖构效关系的最新研究进展作一论述。 1 活性多糖一级结构与其生物活性的关系 1.1 活性多糖组成和糖苷键类型 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。根据主链糖单元的组成可将多糖分为两类：同多糖和杂多糖。同多糖是指主链的重复单元相同的多糖；杂多糖则是由两种或两种以上的单糖连接而成的多糖。从菌体中获得的活性多糖一般是由葡萄糖构成的（香菇多糖、裂褶多糖、灰树花多糖等）。葡聚糖是自然界许多动植物和微生物多糖的基本结构单元，据推测，它可能是生物产生宿主防御机制的基本诱发基因[1]。 从高等植物中获得的具有激活补体作用的多糖一般为酸性杂多糖，酸性部分主要为半乳糖醛酸和葡萄糖醛酸。Kiyohara H研究甘草根中的果胶多糖发现一些中性低聚糖也具抗补体和促进有丝分裂活性。Hirano M[2]等对多糖活性决定簇研究中认为分支区与补体作用、促进有丝分裂和调节巨噬细胞Fc受体兴奋有关。例如柴胡、当归和甘草的果胶多糖PG-2含有收稿日期：2003-10-16 作者简介：孙群(1979-)，女，硕士研究生, 研究方向：食品化学与营养学带 (KDO)糖链。这与淋巴细胞、单核细胞壁中的鼠李半乳糖醛酸聚糖相似，因为淋巴细胞、单核细胞、巨噬细胞的表面发现有数个脂多糖(LPS)受体分子，其中一个LPS受体有一种对LPS上KDO起决定作用的潜在特殊属性。现已知在人体的单核细胞产生IL-1时，LPS中LDO基团起重要的信号作用。因此，含有KDO 氨基酸残基的特异性果胶可能被细胞表面上的LPS受体所识别，从而启动了一些相应的生物活性。 硫酸化均多糖比硫酸化杂多糖更具活性，如岩藻依聚糖和葡聚糖等均多糖的磺酸化酯比肝素等杂多糖磺酸酯有更强的抗HIV-Ⅲ，抗人类T淋巴细胞病毒Ⅲ的活性[3]。关于多糖的类型与活性的一般规律还有待进一步深入研究。 多糖主链上糖苷键的类型也是决定多糖活性的重要因素。具有抗肿瘤活性的多糖是由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）键或其他键连接，则抗肿瘤活性就很低。香菇多糖、猪苓多糖、裂褶多糖和核盘菌多糖都属于含有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。除了葡聚糖外，其他多糖的活性也受到糖苷键类型的影响，如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。 1.2 官能团与其生物活性的关系 1.2.1 羧甲基化 多糖羧基化后对活性有很大影响，如淀粉无活性，但其羧甲基产物羧甲基淀粉（CMS）和羧甲基直链淀粉（CMA）均具有免疫调节作用[4]。CMS和CMA对小鼠S-180的生长有抑制作用，抑制率均为50%，且使小鼠的胸腺增重，胸腺细胞数增多，还能促进大鼠移植膀胱宿主的免疫应答反应，这主要是依赖T细胞 104
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
中国海洋资源开发现状及对策 摘要：本文主要对对中国海洋资源的概况和开发现状进行了梳理，系统分析了中国海洋资源开发活动在观念上、技术上、效益上以及管理上存在的主要问题，提出了增强海洋意识、树立海洋科学发展观、建立海洋综合管理机制、依法治海、科技兴海、进行海洋资源资产化管理等各项对策和措施。 关键词：海洋资源海洋开发海洋管理 1. 中国海洋资源及其开发现状 1.1 多样的海洋生物资源 在我国管辖海域里，已记录到了20 200 多种海洋生物，约占全世界海洋生物总种数的1 /10 。我国海洋生物资源主要可以利用于食品、药物、新材料、能源、饲料等领域；（1）2007年，我国海洋渔业捕捞量为1400 多万t。（2）2007年，海洋生物医药业不断加强新药研制与成果转化，全年实现增加值40亿元。（3）加速研发利用海洋生物各种特性和能力，合成和生产其他新材料，如利用蓝藻生产天然橡胶等。（4）国外的实践和理论研究表明每平方米水面的海藻每年可提取燃油150 L 以上，我国目前还没有投入开发。（5）我国用海洋植物作畜禽动物饲料的研究和应用始于20世纪50年代，至今尚未形成相应的海洋植物饲料加工业。 1.2 珍贵的海洋矿产资源 中国深海的石油和天然气资源，目前发现的石油资源量估计有200 多亿
t ，天然气资源量估计约为8 万亿m3 。2007年，我国努力提高海洋油气开采能力，海洋油气业继续保持快速增长势头。我国大陆架浅海区广泛分布有铜、煤、硫、磷、石灰石等矿，开发主要集中在山东省、广东省、广西壮族自治区、海南省和福建省，但总体来讲，开发程度不高。年经联合国批准我国1991在太平洋获得面积达15万km2的多金属结核开辟区，我国在大洋调查中还发现了富含锌、金、铜、铁、铝、锰、银等元素的海底热液矿藏，但开发利用尚处于研究阶段。可燃冰在我国管辖海域里广泛存在，据测算，仅我国南海的可燃冰资源量就达700 亿t油当量，但由于可燃冰生成环境复杂、特殊、开采难度大，我国直到1990年才开始可燃冰的利用和开采技术研究。 1.3丰富的海水化学资源 我国有宜盐土地及滩涂84 万ha。20世纪90年代以来，海盐产量一直位居世界第一。2007年，中国海盐产量为3 000多万t。海水中也含有80多种元素和多种溶解的矿物质。目前，我国直接提取钾、溴、镁等技术方面已经突破万吨。海水中还含有重水，其是核聚变原料和未来的能源，在我国开发程度不高。截至2007年底，中国已建成运行的海水淡化水日产量已达12万多t，海水直流冷却水年利用量已近480亿m3。 1.4辽阔的海洋空间资源 中国海岸线长达18000多km，岛屿海岸线长约14000 km ，管辖海域300 多万km2相当于我国陆地面积的1 /3 。海洋空间资源的利用主要包括交通运输、生产、通信和电力输送、储藏及交通、娱乐设施等方面。截至2007年，全国亿吨级港口增至14个，港口货物吞吐量与集装箱吞吐量连续5 年居世界首位。滨海旅游消费需求呈现逐年扩张趋势，滨海旅游业保持稳健增长态势。2007年滨
《广州食品工业科技》 Guangzhou Food Science and Technology Vol.20 No.1(总79) 104 中图分类号：ＴＳ２３；文献标识码：Ａ；文章篇号：１００７－２７６４（２００４）０１－００３７－０１０４ 活性多糖构效关系研究进展 孙 群 阚健全 赵国华 陈宗道 （西南农业大学食品科学学院 重庆北碚 ４００７１６） 摘 要：活性多糖具备抗肿瘤、抗病毒等多种多样的生物功能，而活性多糖的功能与结构关系密切。关于活性多糖的构效关系研究已成为生命科学的最前沿领域之一。本文详细论述了对活性多糖一级结构、高级结构与其生物学活性关系的研究进展。 关键词：活性多糖；构效关系；一级结构；高级结构 糖类是自然界最多的有机化合物，多糖是重要的生物高分子物质，但在较长时期内未受到重视，所以多糖的研究比蛋白质核酸晚，现在已知自然界组成多糖的单糖已超过百种。近几十年来，人们不断发现糖类物质具有多种多样的生物功能，如促进免疫、抗肿瘤、抗突变、降血脂、抗病毒等。所以常把多糖称为“生物应答效应物”（biological response modifer, BRM ）或活性多糖。而它的化学结构则是其生物活性的基础，为此，构效关系成为当前糖化学和生物学共同关注的焦点问题。本文就活性多糖构效关系的最新研究进展作一论述。 １ 活性多糖一级结构与其生物活性的关系 1.1 活性多糖组成和糖苷键类型 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。根据主链糖单元的组成可将多糖分为两类：同多糖和杂多糖。同多糖是指主链的重复单元相同的多糖；杂多糖则是由两种或两种以上的单糖连接而成的多糖。从菌体中获得的活性多糖一般是由葡萄糖构成的（香菇多糖、裂褶多糖、灰树花多糖等）。葡聚糖是自然界许多动植物和微生物多糖的基本结构单元，据推测，它可能是生物产生宿主防御机制的基本诱发基因[1]。 从高等植物中获得的具有激活补体作用的多糖一般为酸性杂多糖，酸性部分主要为半乳糖醛酸和葡萄糖醛酸。Kiyohara H 研究甘草根中的果胶多糖发现一些中性低聚糖也具抗补体和促进有丝分裂活性。Hirano M [2]等对多糖活性决定簇研究中认为分支区与补体作用、促进有丝分裂和调节巨噬细胞Fc 受体兴奋有关。例如柴胡、当归和甘草的果胶多糖PG-2含有 收稿日期：２００３－１０－１６ 作者简介：孙群（１９７９－），女，硕士研究生， 研究方向：食品化学与营养学 带 (KDO)糖链。这与淋巴细胞、单核细胞壁中的鼠李半乳糖醛酸聚糖相似，因为淋巴细胞、单核细胞、巨噬细胞的表面发现有数个脂多糖(LPS)受体分子，其中一个LPS 受体有一种对LPS 上KDO 起决定作用的潜在特殊属性。现已知在人体的单核细胞产生IL-1时，LPS 中LDO 基团起重要的信号作用。因此，含有KDO 氨基酸残基的特异性果胶可能被细胞表面上的LPS 受体所识别，从而启动了一些相应的生物活性。 硫酸化均多糖比硫酸化杂多糖更具活性，如岩藻依聚糖和葡聚糖等均多糖的磺酸化酯比肝素等杂多糖磺酸酯有更强的抗HIV-Ⅲ，抗人类T 淋巴细胞病毒Ⅲ的活性[3]。关于多糖的类型与活性的一般规律还有待进一步深入研究。 多糖主链上糖苷键的类型也是决定多糖活性的重要因素。具有抗肿瘤活性的多糖是由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）键或其他键连接，则抗肿瘤活性就很低。香菇多糖、猪苓多糖、裂褶多糖和核盘菌多糖都属于含有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。除了葡聚糖外，其他多糖的活性也受到糖苷键类型的影响，如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。 1.2 官能团与其生物活性的关系 1. 2.1 羧甲基化 多糖羧基化后对活性有很大影响，如淀粉无活性，但其羧甲基产物羧甲基淀粉（CMS ）和羧甲基直链淀粉（CMA ）均具有免疫调节作用[4]。CMS 和CMA 对小鼠S-180的生长有抑制作用，抑制率均为50%，且使小鼠的胸腺增重，胸腺细胞数增多，还能促进大鼠移植膀胱宿主的免疫应答反应，这主要是依赖T 细胞 DOI:10.13982/j.mfst.1673-9078.2004.01.037
酶学研究中的诺贝尔奖 标签：教育酶学研究诺贝尔奖分类：生物学史与学家 酶学研究中的诺贝尔奖 学习感悟：科学家对酶的研究也经历了很长时间，教材中也有简单的酶的发现过程，学习过程中也涉及到很多酶，今天看到生物学通报中完整的诺贝尔奖中对酶的研究达到了10次，现摘录如下以供学习。 酶在生命体的新陈代谢过程中占有重要地位，几乎所有细胞的生命活动都需要酶的参与。19世纪30年代德国化学家Liebig和他的同事Wohler从苦杏仁汁中发现了一种催化物质，后被命名为苦杏仁酶（emulsion），这是最早发现的酶之一。随后又有许多酶被相继发现，酶学研究也进入飞速发展时期。 从1907年比希纳获得酶学研究史上的首个诺贝尔奖开始，在酶学领域中先后有多次诺贝尔奖获奖记录。 1．1907年诺贝尔化学奖获奖者爱德华·比希纳（德国）获奖理由发现无细胞发酵现象 20世纪初德国科学家爱德华·比希纳利用细沙和酵母菌作为实验材料，混合并加以研磨，随后加上矽藻土，用水力压榨机制备酵母榨出液，利用这种液体为浓蔗糖溶液防腐，经过反复实验发现酵母榨出液引起了蔗糖的发酵。但此榨出液中没有活的酵母细胞。随后，为确保实验结果的准确性，他又利用乙醇和丙酮杀死活的酵母细胞，仍然引起了蔗糖的发酵。1897年他发表题为《无细胞的发酵》论文，引起了学术界的轰动。论文否定了发酵作用是“生命现象”的概念，建立了微生物的生命活动和酶化学之间的联系。 爱德华·比希纳的研究推动了生物化学、微生物学、发酵生理学和酶化学的发展，并获得了1907年的诺贝尔化学奖，这在酶学研究史上是一次巨大的飞跃，开创了微生物生化研究的新篇章。 2．1929年诺贝尔化学奖获奖者亚瑟·哈登（英国）和汉斯.冯·奥伊勒-凯尔平（瑞典）获奖理由阐述了糖发酵过程中酶的作用 亚瑟·哈登（Harden Sir Arthur）是英国生物化学家。1904年他将酵母提取物放入半渗透薄膜袋内进行渗析时发现，酵母酶的活性消失，它不再使糖发酵。然而，如果将渗析至袋外的水加入袋内的物料中，则酵母酶活性又会恢复。同时观察到渗析开始时，酵母提取物迅速将葡萄糖分解并产生二氧化碳，但是随着时间的推移，其活性逐渐降低。他推测酵母酶是由2部分组成的，一部分是小分子，另一部分则是大分子。两者单独作用都不会使糖发酵。只有共同作用才有发酵的效果。如果将袋内的物料煮沸，则活性消失，即使袋内加入了袋外的水也是如此。实验证明大分子是蛋白质，小分子经受住了煮沸，因而多半不是蛋白质。这种小分子是“辅酶”发现的首个实例，它是一种非蛋白质结构的小分子，这种小分子对于酶的作用是不可或缺的。 汉斯.冯·奥伊勒一凯尔平是杰出的瑞典生物化学家。他在访问比希纳的实验室后对发酵产生了浓厚兴趣。由于哈登发现了发酵过程需要酶和辅酶共同发挥作用，因此经过10年潜心