多糖的研究进展
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灵芝多糖类成分及其生物活性研究进展摘要:灵芝是常用的名贵中药材,药用历史悠久,药用价值高。
多糖类成分是灵芝(赤芝Ganoderma lucidum和紫芝G. sinense)中重要的生物活性成分之一,具有免疫调节、抗肿瘤、保肝、抗氧化、降血糖、心血管系统和神经保护等作用,具有潜在的开发应用价值。
通过对近年来国内外灵芝多糖的结构特征、生物活性以及潜在作用机制的相关文献进行归纳总结,为明确灵芝多糖的现代药用价值提供基础,为灵芝多糖作为治疗药物和辅助性功能食品的开发提供参考和借鉴。
灵芝Ganoderma属于担子菌纲多孔菌科真菌,为我国传统的名贵中药,有着悠久的药用历史。
与人参、何首乌、冬虫夏草并称为“四大仙草”。
据《神农本草经》记载,将灵芝按颜色划分为赤、黑、青、白、黄、紫芝6种,均被列为上品。
谓其“气味苦平、无毒。
久食轻身不老,延年神仙”。
《中国药典》2020年版规定赤芝Ganoderma lucidum (Leyss. ex Fr.) Karst.和紫芝G. sinense Zhao, Xu et Zhang的干燥子实体为灵芝的正品[1]。
现代药理研究表明,灵芝具有广泛的生物活性,能够用于预防和治疗各种内科疾病。
灵芝的化学成分丰富,主要包括多糖、三萜、核苷酸、甾醇、甾体、多肽、脂肪酸和氨基酸等[2]。
灵芝多糖作为灵芝中重要的生物活性成分之一,具有免疫调节、抗肿瘤、保肝、抗氧化、降血糖、心血管系统和神经保护等生物活性。
灵芝常见形态为高度木质化的子实体(fruiting bodies),发育后期弹射释放的种子收集后呈粉状,称为孢子粉(spores),孢子萌发形成菌丝体(mycelium),菌丝继续发育成熟则为子实体,这3种形态即为灵芝的生长周期。
以灵芝的子实体、孢子粉、菌丝体和发酵液为原料,从其中均可提取多糖。
灵芝多糖的提取工艺常用热水提取法[3],而针对细胞壁的多糖则常采用酸提[4]和碱提法[5]。
天然多糖是构成生命的四大基本物质之一,同时具备抗肿瘤、抗氧化、促进免疫调节、抗病毒、抗炎等生物活性,但由于多糖的活性直接受结构的影响,例如水溶性差或因活性较弱而难以达到应用要求。
因此需要对天然多糖进行结构修饰,增强其生物活性[1]。
多糖结构修饰可以通过化学、物理及生物学方法,目前应用范围最广的为化学修饰方法。
多糖的化学修饰方法主要有硫酸化、乙酰化、羧甲基化、磷酸化、硒化等。
本文对多糖化学修饰方法具体操作及产物活性变化等方面进行综述,为多糖类产品开发提供参考和借鉴。
1硫酸化修饰日本学者[2]于1988年成功将硫酸基团引入部分均多糖后发现产物表现出抗T-淋巴细胞病毒活性,为多糖的硫酸化结构修饰奠定了理论基础。
常见的硫酸化修饰方法有氯磺酸-吡啶法、浓硫酸法、氨基磺酸法等。
1.1氯磺酸-吡啶法氯磺酸-吡啶法是针对吡喃型多糖的一种硫酸化修饰方法,使氯磺酸与吡啶预先反应生成吡啶———SO32-复合物,碱性条件下以SO3取代糖羟基上的H,得到产物[3]。
在柴胡多糖[4]硫酸化修饰过程中,调节氯磺酸与吡啶的体积比分别为1∶2、1∶4和1∶8,得到3种不同取代度和硫含量的柴胡多糖的硫酸酯。
张琳[5]采用氯磺酸-吡啶法,制得款冬花硫酸酯化多糖,显著提高了清除羟自由基的能力。
刘捷优化了皱木瓜多糖硫酸酯的工艺,经Sephadex G-100凝胶色谱法分离纯化产物后,取代度为2.53,酯化产物具有更强的清除超氧阴离子自由基的能力。
1.2浓硫酸法浓硫酸法是用浓硫酸与正丁醇预先反应生成磺化试剂,冰浴条件下对多糖硫酸化。
向装有体积比为3∶1的浓硫酸和正丁醇试剂的三角瓶中缓慢加入硫酸铵(NH4)2SO4,持续搅拌后冰浴至0℃后,加入待修饰的多糖样品,持续反应一段时间后,体系用稀NaOH溶液中和、将上清液浓缩后,纯水透析24h,透析液经冷冻干燥后即得硫酸酯化产物[7]。
五味子叶多糖经硫酸化修饰后[8],可得取代度为0.4597的产物。
牡蛎多糖作用的研究进展
牡蛎多糖是从牡蛎中提取的一种具有生物活性的多糖物质。
近年来,牡蛎多糖受到了越来越多的关注,吸引了众多研究人员的兴趣。
以下是牡蛎多糖作用的研究进展:
1. 抗氧化作用:牡蛎多糖具有显著的抗氧化活性,可以清除自由基,防止细胞氧化损伤。
研究发现,牡蛎多糖能够有效抑制DNA损伤和氧化脂质的生成,对预防氧化性疾病具有潜在的应用价值。
2. 抗肿瘤作用:牡蛎多糖对多种肿瘤细胞具有抑制作用。
实验研究表明,牡蛎多糖能够促进肿瘤细胞凋亡和细胞周期阻滞,抑制肿瘤生长和转移。
牡蛎多糖还可以增强免疫功能,提高机体对肿瘤的抗击能力。
3. 抗炎作用:炎症是多种疾病的共同特征,牡蛎多糖具有明显的抗炎活性。
研究发现,牡蛎多糖可以抑制炎症介质的释放,减轻组织炎症反应。
牡蛎多糖还可以抑制炎症信号通路的激活,调节免疫反应,有望成为治疗炎症性疾病的新药物。
4. 保护心脑血管作用:心脑血管疾病是世界各国的头号杀手之一,牡蛎多糖具有保护心脑血管的作用。
研究发现,牡蛎多糖能够降低血液黏稠度和血小板聚集性,改善血液流变学性质,减少动脉粥样硬化的形成。
牡蛎多糖还可以降低血脂,抑制血管内皮细胞的炎症反应,保护心脑血管健康。
6. 其他作用:牡蛎多糖还具有多种其他的生物活性。
研究发现,牡蛎多糖可以促进骨髓造血功能,增加血细胞的生成;可以调节血糖和血脂,对糖尿病和高血脂症有一定的治疗作用;可以促进伤口的愈合,加速组织修复。
牡蛎多糖具有广泛的生物活性,有望成为治疗多种疾病的新药物。
未来的研究还需要进一步明确牡蛎多糖的作用机制,研究其在临床上的应用前景,促进其产业化进程。
灵芝多糖的研究进展摘要:灵芝多糖(GLP)是灵芝中的一种重要活性成分,具有很大的开发利用价值,近年来以其独特的保健功能成为研究的热点。
灵芝的菌种筛选,发酵培养基组成和特点,发酵工艺和条件控制,以及灵芝多糖的提取、精制和纯化方法等,各个生产工艺对其含量和活性影响很大。
已有实验证实,灵芝多糖的生物保健功能体现在降血糖、降血脂、抗肿瘤、抗衰老、抗氧化、调节免疫以及活血化瘀等多方面。
本文综述了目前在灵芝菌种筛选、发酵培养、提取分离纯化和医疗保健方面的研究情况,并对灵芝多糖的发展利用前景做了展望。
关键词:灵芝多糖;发酵;提取;纯化Studies on Polysaccharides from Ganoderma lucidumLiu Lili (Major of processing and storage of aquatic products , Class 3,Grade 2011)Instructor Professor Wu Hongmian(Institute of Food Science and Technology, Guangdong Ocean University,Zhanjiang ,Guangdong,524088)Abstract: Ganoderma lucidum polysaccharides (GLP) is one of the important active ingredient of ganoderma lucidum with a great development and utilization value, in recent years, with its unique health care function, it has became the research focus. The strains filtration of ganoderma lucidum ,compositions and characteristics of fermentation, the processes and conditions control of fermentation, as well as the extraction, refinement and purification methods of the polysaccharides of ganoderma lucidum and so on, each process of production has a great influence of content and activity of GLP. Form the proof of the experiment, ganoderma lucidum polysaccharides’ health care function embodies in lowering blood sugar ,cholesterol-lowering,anticancer, anti-aging, antioxidant ,regulate immune and remove blood stasis and other aspects. This paper is reviewing in the strains filtration of ganoderma lucidum ,fermentation and cultivation ,extraction, separation and purification and medical care, and the development prospect use of ganoderma lucidum polysaccharides.Key words: GLP;fermentation;abstract;purify前言:灵芝属于担子菌纲,多孔菌科,灵芝属大型真菌,自古就有“仙草”、“瑞草”之称[1]。
枸杞中枸杞多糖的药理作用及提取方法的研究进展摘要:研究表明,枸杞具有调节机体免疫、抗肿瘤、抗氧化、延缓衰老、降血脂、降血糖、保护遗传系统等药理作用。
枸杞多糖为其主要有效成分。
近几十年对枸杞多糖的研究多集中于其药理作用以及提取、分离、纯化及检测方面[1]。
本文对枸杞的主要有效成分枸杞多糖的药理作用及其提取纯化工艺的研究进展做一综述。
目的:为枸杞多糖的进一步临床应用和研发提供参考。
关键词:枸杞;枸杞多糖;药理作用;提取Summary: The research indicate that the Lycium barbarum has the effect such as immunomodulation, anti-tumor,antioxidation, delaying senescence, lowering blood sugar, blood fat ,protect genetic system and so on. Its main effective component is LBP. In recent several decades, the research on LBP is most concentrate on its pharmacological effects, extraction, isolation and purification,assaying[1]. This article makes a review of the pharmacological activities and extraction industrial art on the main effective component of Lycium barbarum —polysaccharide. It provides the reference for LBP’s further clinical application and further research.Keywords: Lycium barbarum ; Lycium barbarum polysaccharide(LBP) ; pharmacological effects ;extraction枸杞为茄科植物宁夏枸杞Lycium barbarum L的成熟果实;性味甘平,归肝肾经。
天然产物活性多糖结构与功能研究进展一、本文概述天然产物活性多糖是一类具有广泛生物活性的天然高分子化合物,其结构与功能的深入研究对于生命科学、医药学、食品科学等领域的发展具有重要意义。
本文旨在全面综述近年来天然产物活性多糖结构与功能研究的主要进展,包括多糖的提取分离、结构解析、生物活性评价以及应用前景等方面。
通过对相关文献的梳理和分析,本文旨在为读者提供一个清晰、系统的天然产物活性多糖研究框架,为推动该领域的进一步发展提供参考和借鉴。
本文首先介绍了天然产物活性多糖的基本概念和研究背景,阐述了多糖在生物体内的分布、种类和生物活性。
接着,重点综述了多糖的提取分离方法,包括传统方法和现代生物技术的应用,如超声波辅助提取、微波辅助提取、酶解法等。
在结构解析方面,本文详细介绍了多糖的化学结构、高级结构及其与生物活性的关系,包括糖链的连接方式、糖苷键类型、分支结构等。
本文还综述了多糖的生物活性评价方法,如抗氧化、抗肿瘤、免疫调节等,并探讨了多糖在医药、食品、化妆品等领域的应用前景。
天然产物活性多糖的研究已经成为当前生命科学领域的一个热点,其结构与功能的深入研究对于揭示生命现象的本质、开发新型药物和功能性食品具有重要意义。
本文希望通过对天然产物活性多糖研究进展的综述,为相关领域的研究者提供有益的参考和启示。
二、天然产物活性多糖的结构特征天然产物活性多糖是一类具有复杂结构的生物大分子,其结构特征包括一级结构、二级结构、三级结构和四级结构。
这些结构层次共同决定了多糖的生物活性。
一级结构是指多糖中单糖的组成、糖苷键类型、连接方式以及异头碳构型等。
天然产物活性多糖的一级结构多种多样,单糖组成可能包括葡萄糖、果糖、甘露糖、半乳糖等,糖苷键类型可能是α型或β型,连接方式有线性或分支状等。
这些一级结构特征对多糖的生物活性具有重要影响。
二级结构是指多糖链内或链间通过氢键形成的规则构象。
多糖链上的羟基和羰基可以形成分子内的氢键,使多糖链呈现特定的弯曲或螺旋结构。
多糖与肠道菌群的相互作用研究进展随着肠道菌群的研究逐渐深入,我们发现多糖是影响肠道菌群结构与功能的重要因素之一。
多糖是指由多个简单糖分子组成的大分子,包括淀粉、纤维素、果胶等。
多糖可以被细菌利用为营养物质,它们的降解过程不仅能够促进肠道菌群的健康生长,还能够产生多种生物活性物质,如短链脂肪酸和多肽。
多糖与肠道菌群的相互作用可以从多个方面来研究。
以下是几个典型的例子。
1. 多糖对肠道菌群结构的作用多糖可作为肠道菌群的主要营养来源之一。
多糖不易被人体吸收,因此可通过肠道进入结肠,为肠道菌群提供营养和生长所需的碳源。
多糖降解过程中,会产生大量的短链脂肪酸,这些酸可为肠道上皮细胞提供能量,促进肠道上皮细胞屏障功能的维持,维护了肠道的生态平衡与稳定。
多糖的降解产物不仅为肠道菌群提供了碳源,还能产生大量的代谢产物,如短链脂肪酸、氨基酸、多肽和其他生物活性分子,这些代谢产物的作用不仅限于能量供应,还可以通过调节肠道微生态环境,调节肠道免疫功能,调节肠道神经系统等,发挥多种生物学功能。
多糖是肠道菌群维持稳定性的重要因素之一。
当肠道菌群失衡时,多糖的作用便得不到发挥。
例如,肠道细菌群减少时,多糖的降解速度会降低,导致菌群失去之前稳定的营养供应来源,这可能会进一步破坏肠道菌群的稳定性和功能。
4. 多糖对肠道菌群与宿主免疫系统的相互作用的调节作用多糖还能调节肠道菌群与宿主免疫系统的相互作用。
多糖的种类和数量会影响菌群产生哪些代谢产物,这些代谢产物的种类和数量又会影响宿主免疫细胞的功能。
例如,短链脂肪酸具有调节肠道免疫细胞功能的作用。
由此可见,多糖作为肠道菌群的重要营养来源,对于维持肠道健康、改善身体免疫机能具有重要意义。
总之,多糖与肠道菌群的相互作用不仅是一个单向的作用,是一个复杂的系统性问题。
深入了解多糖与肠道菌群的相互作用,对于预防肠道疾病、改善肠道健康具有重要意义。
大枣多糖的药理作用研究进展大枣又名华枣、红枣,为鼠李科植物枣(Zizyphus jujuba Mill.)的干燥成熟果。
大枣营养丰富,是一种美味的水果,還具有多种生物活性和药用价值。
大枣含有糖类、蛋白质、生物碱、三萜、皂苷、黄酮和环腺苷酸、环鸟苷酸以及氨基酸、维生素、矿物质等。
大枣多糖是一类重要活性成分,从化学结构上分为水溶性的中性多糖和酸性多糖,具有如护肝保肝、抗氧化、抗衰老、抗疲劳、降血脂、调节血糖、抗炎、提高免疫力和抗肿瘤作用等,故其拥有广阔的应用前景。
[Abstract] Jujube,also known as Chinese date and red date,is the dried ripe fruit of Zizyphus jujuba Mill. Jujube is not only a delicious fruit full of nutriments,but also has a variety of biological activity and medicinal value. Jujube contains carbohydrates,proteins,alkaloids,triterpenoids,saponins,flavonoids and cyclic adenosine monophosphate,cyclic guanylic acid and amino acids,vitamins,minerals and so on. Jujube polysaccharide is an important class of active ingredients,which is divided into water-soluble neutral polysaccharides and acidic polysaccharides in terms of the chemical structure. It has a broad application prospects with various functions,such as,liver protection,anti-oxidation,anti-aging,anti-fatigue,reducing blood fat,regulating blood glucose,improving immunity,anti-tumor effect and so on.[Key words] Jujube;Polysaccharide;Anti-tumor;Enhance immunity大枣又名华枣、红枣,为鼠李科植物枣(Zizyphus jujuba Mill.)的干燥成熟果[1]。
植物多糖免疫活性研究进展
植物多糖是一种含有多种糖类分子的生物高分子聚合物,广泛存在于天然植物中。
具有多糖结构的植物成分被认为是一种天然的免疫增强剂,可以增强机体的免疫力,并具有多种保健作用。
此外,植物多糖还具有抗氧化、抗肿瘤、抗炎症等生物活性,极具应用前景。
目前,对植物多糖免疫活性的研究已经取得了一些进展。
研究发现,植物多糖可以促进机体的免疫反应。
植物多糖在体内可以刺激机体产生足量的干扰素、肿瘤坏死因子、白细胞介素等免疫因子,从而提高抗病毒能力和细胞毒杀作用,进而发挥抗肿瘤、抗炎症等生物活性。
植物多糖还能活化巨噬细胞,并增强巨噬细胞对细菌、病毒等微生物的吞噬和杀伤作用,提高机体的免疫力。
此外,植物多糖还能够调节机体的免疫平衡,特别是对于过度激活的免疫反应具有一定的调节作用。
研究表明,植物多糖能够抑制免疫过度激活所产生的炎症反应,减轻组织炎症损伤,并保护心血管系统、神经系统等多种器官。
植物多糖还能够调节机体的免疫应答,在免疫缺陷的情况下,能够促进机体的抗菌、抗病毒应答。
目前,植物多糖的研究已经成为当今世界上植物化学研究的热点之一。
早期的研究主要集中在对植物多糖的提取、分离、纯化等方面,为后续的生物学研究和医药开发提供了基础。
随着分子生物学技术和生物信息学的快速发展,人们对植物多糖的分子结构、作用机理等有了更深入的认识。
未来,人们将进一步探索植物多糖的生物活性,寻找新的生物功能,研究植物多糖在医药、食品、保健品等方面的应用,为人类健康和福祉做出贡献。
红芪多糖的药理作用研究进展摘要关键词:红芪多糖药理作用综述1 绪论1.1选题意义/背景及目的1.2国内外研究现状分析国内外有关红芪多糖的研究逐渐增多,但是对于红芪多糖的分离研究的相关报道却很少。
专业的红芪多糖的分离方法有很多,马丹采用了分步醇沉法分离红芪多糖,杨涛通过红芪提取红芪多糖的成分,分离提纯,陈同强等人则是通过提取红芪多糖,结合凝胶柱色谱分析得出了相关结论[4]。
红芪多糖中包含很多糖类成分,每一种糖类成分都可以分离出其他的糖类成分,每一种成分的作用都不同[5]。
红芪多糖的成分测定主要是采用色谱法,通过分析色谱,研究红芪多糖的成分组成以及构成比例。
总而言之,红芪多糖是一种杂多糖,其中的每一种糖类成分都有自己独立的组成结构,目前,国内外对红芪多糖的分离的相关研究还在持续进行中。
我国现在对于红芪多糖的研究,还处于初步阶段,我国测量红芪多糖的含量是通过比色法,对比苯酚和硫酸两种成分。
苯酚-硫酸比色法简单,易操作,只需要提取红芪中红芪多糖的成分,然后加入部分硫酸,片刻之后,观察红芪多糖的成分分离,通过比色法测量其变量和多糖含量[6]。
除了苯酚-硫酸比色法,还有许多其他方法测定红芪多糖的含量,比如魏舒畅等人就是采取了差示对比法,以葡萄糖为标准,测定红芪多糖的变化,这种方法被他们称之为改良差示酚硫法[7]。
还有,欧阳亦华,李冰等人[8],都采取了不同的方法进行了红芪多糖的含量测定,他们的方法各有不同,却也有所相似。
红芪多糖的含量测定,都需要在测定前,通过现代的分离提纯技术,提取出葡萄糖,乳糖等多种糖类成分,然后,用色谱法进行分析对比,测定每一种糖类成分的变化与含量变动[9]。
每一种方法都有优点,也都有缺点,因此,为了降低实验误差,研究者要在实验过程中,谨慎选择研究方法,谨慎操作,提高实验成功率和准确率。
色谱法测定红芪多糖的含量,是最普遍,最常用的方法,它是简单,易操作的,通过色谱分析结果,对比色差,就可以发展红芪多糖中每一种糖类成分的变化,其他的方法不如它简易,具体表现在色谱法不需要计算转换因子,但是色谱法也有自身的局限性。
植物多糖生物活性的研究进展(作者:___________单位: ___________邮编: ___________)【关键词】多糖类; 植物,药用; 生物类多糖广泛分布于自然界的多种生物体中,尤其是动物细胞膜、植物细胞壁和微生物细胞壁中,是一类由醛糖或酮糖通过糖苷键连接而成的天然高分子多聚物,是构成生命体的分子基础之一。
多糖在自然界中储量丰富,主要分为植物多糖、动物多糖以及微生物多糖3类[1]。
自1960年以来,人们陆续发现多糖具有多种药理活性,它不仅可以作为广谱免疫促进剂调节机体免疫功能,还可以在抗肿瘤、抗病毒、抗氧化、降血糖、抗辐射等方面发挥广泛的药理作用[27]。
迄今为止,已有300多种多糖类化合物从天然产物中分离出来,其中从植物中提取的水溶性多糖最为重要[8]。
因为它药理活性强,来源广泛,细胞毒性低,安全性强,毒副作用较小,已引起医药界的广泛关注,并成为当今生命科学研究的热点之一。
1 植物多糖的生物学功能1.1 免疫调节作用 Yang等研究发现,在针对小鼠腹腔巨噬细胞的体内和体外试验中,当归多糖均可显著提高一氧化氮(NO)生成量,提高细胞溶酶体酶活性[9]。
另外,他们还发现L硝基精氨酸甲酯(NG nitro L arginine methyl ester,L NAME),即一种诱导型NO合酶(iNOS)抑制剂,可有效抑制巨噬细胞中当归多糖诱导的NO 的增殖,说明当归多糖是在iNOS基因表达的诱导下刺激巨噬细胞产生NO的。
Cheung等从冬虫夏草中提取得到虫草多糖(UST2000)并对产物进行了成分分析和体外药理活性研究[10]。
虫草多糖主要由葡萄糖、甘露糖和半乳糖组成,比例为 2.4∶2∶1;体外试验中,虫草多糖可显著促进细胞增殖和白细胞介素的分泌;另外,虫草多糖可短暂诱导胞外信号调控酶的磷酸化而使其激活、提高巨噬细胞的吞噬活性并提高酸性磷酸酯酶的活性。
结果表明,虫草多糖在触发免疫应答方面具有极其重要的作用。
天然产物多糖及其降血糖作用机制的研究进展其次,多糖与降血糖作用机制主要通过以下几个方面实现:
1.抑制α-葡萄糖苷酶活性:糖尿病患者肠道吸收的葡萄糖主要通过肠道上皮细胞内的α-葡萄糖苷酶降解,从而进入血液循环。
多糖中的活性成分可以抑制这种酶的活性,从而延缓葡萄糖的吸收速率,降低血糖水平。
2.促进胰岛素的分泌:胰岛素是调节血糖的重要激素,多糖中的一些成分可以刺激胰岛β细胞的增殖和分泌,提高胰岛素的水平。
3.调节胰岛素的作用:多糖可以影响胰岛素信号通路,调节胰岛素对葡萄糖的摄取、利用和储存。
通过提高组织对葡萄糖的摄取能力和加强葡萄糖储存,多糖可以降低血糖水平。
4.抗氧化作用:氧化应激是糖尿病发生和发展的重要机制之一,多糖中的抗氧化成分可以清除体内自由基,减轻氧化应激对胰岛β细胞的损伤,从而保护胰岛功能。
综上所述,多糖具有天然、安全的特点,并且可以通过多种机制降低血糖水平,对糖尿病的治疗具有一定的潜力。
然而,多糖的降血糖作用机制和活性成分还有待进一步深入的研究。
此外,多糖的药理学评价、剂型优化和临床应用等问题也需要进一步解决。
随着科学技术的进步和研究的深入,相信多糖的降血糖作用将会在未来的糖尿病治疗中得到更广泛的应用。
多糖的化学修饰及其结构鉴定研究进展多糖是由许多单糖分子通过糖苷键连接而成的生物大分子,广泛存在于植物、动物和微生物中。
多糖的化学修饰是指通过化学手段引入不同的官能团或分子,以改变多糖的物理性质和生物活性。
由于多糖化学修饰可以为多糖赋予新的功能和性质,因此近年来,多糖的化学修饰及其结构鉴定已成为糖化学领域的研究热点之一
在多糖的化学修饰研究方面,最常见的方法是通过化学反应引入官能团或分子。
例如,通过酯化反应可以在多糖的羟基上引入酯基,从而改变多糖的溶解性和稳定性;通过胺化反应可以在多糖的羟基上引入胺基,从而改变多糖的电荷性质和生物活性。
此外,还可以通过点击化学、磷酸酯化反应、磺酸化反应等方法引入其他官能团。
多糖的结构鉴定是指确定多糖化学修饰后的具体结构。
在多糖的结构鉴定研究方面,传统的方法包括质谱、核磁共振、红外光谱等技术。
随着科学技术的发展,越来越多的新技术被应用到多糖的结构鉴定中。
例如,基于光学的手性纳米颗粒和聚焦离子束可以用于检测多糖的立体结构;基于高效液相色谱-质谱联用技术可以分析多糖的组成和修饰。
此外,近年来,基于生物技术的多糖化学修饰和结构鉴定也取得了显著进展。
例如,通过酶催化反应可以实现多糖的特异性修饰;通过核酸疫苗技术可以实现多糖的高效识别和鉴定。
总的来说,多糖的化学修饰及其结构鉴定研究已经成为糖化学领域的重要研究方向。
通过多糖的化学修饰,可以获得具有新功能和性质的多糖化合物。
而多糖的结构鉴定可以揭示多糖与生物活性之间的关系,为多糖
的应用和开发提供了重要的科学依据。
未来,随着科学技术的不断发展,相信多糖的化学修饰及其结构鉴定研究将取得更加突破性的成果。
多糖的研究进展
摘要:对活性多糖的生物活性及化学结构与构效方面的研究进行了综述分析,并对其发展前景作了介绍。
关键词:活性多糖;生物活性;构效关系
1多糖的生物活性
1.1活性多糖的抗肿瘤作用
在活性多糖的抗肿瘤研究中,人们发现不同生物材料中可以得到多种具有抗肿瘤活性多糖,如从香蕈中得到的香菇多糖(Lentinan)。
Ikekawa 等人发现腔腹注射香菇水溶提取物在很大程度对小鼠皮下移植的内瘤S-180 的生长有强抑制作用。
但其效果不是直接作用移植
性癌细胞,而是通过宿主调节而发行作用。
接着人们又在灵芝、云芝、茯苓、银耳等真菌中得到对小白鼠硬肉瘤和艾氏癌肿有不同抑制作用的活性多糖。
1.2活性多糖的免疫功能
在一般情况下,多糖对机体特异性免疫与非特异免疫,细胞免疫与体液免疫皆有影响。
免疫多糖作为生物效应调节剂,主要影响机体的网状内皮系统(RES)、巨噬细胞、淋巴细胞、白细胞、NK细胞、补体系统以及RNA、DNA、蛋白质的合成,体内cAMP与cGMP的含量,结果是抗体的生成,淋巴因子及干扰素的诱生增强。
现已证实不同的多糖具有不同的免疫促进作用。
1.3多糖的抗病毒活性及其作用机制
Goultet 等人(1960)首次指出,在蘑菇中存在抗病毒物质。
Tsunoda 和Ishida(1969)发现从香菇的菌丝体和孢子中水溶液的提取物对病毒A/SW15 所引起的感冒有一定的疗效。
Tochilura等人发现香菇多糖与3-叠氮-3-脱氧胸嘧啶(AZT)的联合使用对抑制HIV抗原表达比单独使用AZT更强。
近年来,对于多糖衍生物的抗病毒活性的研究,主要集中硫酸脂多糖(Sulfacted polysaccharide)或称硫酸多糖,在研究中发现硫酸酯多糖在抗HIV病毒方面有着特殊的功能,香菇多糖硫酸盐当通过被HIV-III 感染的MT-4 细胞验证时表现出了对HIV 的活跃的抗性。
从海洋海藻(Aghadhiella tenera)分离的硫酸半乳聚糖能在体外抑制
HIV-1 和HIV-2 引起的细胞病变,同时也能抑制合胞体的形成。
1.4多糖的降血糖降血脂功能
Kaneda 和Tokuda(1966)首次报道,香菇具有降低血液中胆固醇的能力。
他们发现在喂食小鼠中,在食物中添加已干燥的香菇孢子体基团可以平均的降低原生质中的胆固醇。
具有降血糖活性的多糖比较多,有些学者认为黏性多糖中乙酰基的存在是降血糖活性的重要抑制因子。
药理实验证明,多糖具有使血清澄清,较好降低血脂患者血清胆固醇、甘油三脂、减少冠心病患者发病率和死亡率。
多糖的生理功能联系到许多重要的生命进程。
除了具有上述功能外还具抗溃疡、抗衰老和类似肾上腺皮质激素和促肾上腺皮质激素等作用。
虽然只有少数应用临床,但是通过对多糖活性的研究,对多糖的临床使用提供了一个好的开始。
2多糖的构效关系
多糖复合物有多种多样的生物活性,多糖结构不同,生物活性必有差异。
如果找出它们之间的规律性,这样就可以更全面的解释多糖化学结构和生物活性之间的关系,这样对于寻找具有生物活性多糖和多糖药物及多糖功能性食品开发奠定了基础。
2.1多糖的一级结构对生物活性的影响
多糖的一级结构包括单糖的组成连接方式糖苷键类型,分支度以及一些官能团等,每一因素对多糖的生物活性都有不同程度的影响。
2.1.1主链结构与生物活性的关系。
就真菌多糖而言,一级结构主链主要有三种:第一种是葡聚糖(glucan)β(1→3)糖苷键连接为主,并兼有少量β(1→4)或其它糖苷键,香菇多糖、茯苓多糖、云芝多糖都属于这种连接。
第二种是β(1→6)糖苷键连接的低聚葡萄糖;第三种是β(1→3)糖苷键连接的低聚葡萄糖。
长期的实验表明,在多糖骨架链上占优势交替(1→3)连接的β-D-葡聚糖,往往具有抗肿瘤活性。
小核菌葡聚糖、香菇聚糖、裂褶葡聚糖都是该骨架的葡聚糖,对小白鼠移植肉瘤180有强抑制作用。
β-D-葡聚糖主要由(1→6)连接的抗肿瘤活性就很低。
而1→2、1→4 等连接方式的多糖很少具有活性。
至于完全均匀(1→3)-β-D-葡聚糖,是水不溶的。
所以茯苓多糖不具活性。
在测定小核菌多糖结构时,发现它具有分支(1→3)-β-D 葡聚糖,具有抑瘤活性,而(1→3)-α-D 葡萄糖没有抑瘤活性。
2.1.2侧链基团与生物活性的关系。
一些多糖的活性与其中所含的某些化学基团有密切关系。
如硫酸基、羟基、乙酰基等。
含有硫酸根的天然海藻多糖对抗
HIV病毒是经过证实的,并且抑制HIV的作用同分子中硫酸盐的含量有关。
将多糖进行衍化,如降解、硫酸化、磺酰化、乙酰化、烷基化等,有可能大大提高多糖的生物活性。
例如,均一型的β(1→3)-D-葡聚糖的茯苓多糖没有活性。
但是经过化学修饰后,得到不含β(1→6)糖苷键的新多糖,具有很强的抑制肿瘤活性。
而与此相反的是,具有抗肿瘤活性的香菇多糖,如果水解去掉β(1→6)分支后,抗肿瘤活性将消失。
2.1.3分支度与生物活性之间的关系。
支链的分支度(degree of branch, DB)是指平均每个糖单位所具有的分支数目,也称取代度(degree of substitute, DS) 。
分支度大小与多糖生物活性紧密相关,分支度过大或过小都无法使多糖生物活性达到理想状态。
真菌多糖pestalotan 是一种高度分化的葡聚糖,DB 为2.80 时活性低,经过氧化还原处理将部分葡聚糖分支还原成羟基后的DB降至1.0,在大鼠体内的抑瘤率从50%提高到92.30%。
2.1.4多糖的活性也受支链长度的影响。
从真菌phytophthora parasttica中分离的具有(1→3)-β-D 葡聚糖结构的多糖,通常具有葡聚二糖支链,但是从中提取出的另一种具有葡聚三糖支链的组分,其抑瘤活性大大高于前者。
而水溶性多糖如糖原、淀粉、糊精无活性。
可能与它们有过长支链,易被酶解有很大关系。
2.2高级结构与生物活性的关系
多糖的高级结构与功能的关系还不十分清楚。
多糖的一级结构本身就很复杂,难以得出完全正确的结构式。
这也给高级结构分析造成了很大难度。
Ohno 等人研究发现含有(1→6)分支的(1→3)-β-D 葡聚糖刺激免疫与抗肿瘤的作用的活性构象为三股螺旋结构,而Saito 等人则发现(1→3)-β-D 葡聚糖的单螺旋构象是其生物活性的基础。
但是科学家已经确定高级结构对功能的影响比一级结构还重要。
2.3活性的决定部位与生物活性的关系
活性多糖发挥作用都需要特定部位同受体结合。
有人参照酶学研究提出活性多糖的活性中心概念,即多糖本身存在一定的活性中心,多糖通过该活性中心同受体结合。
2.4其它因素
多糖的活性作用的强弱,与其本身的分子量、溶解度、黏度、剂量、给药时间有关,也受机体本身的免疫功能状态和抗原等因素的影响。
为使多糖活性发挥作用,还需要注意其选择性和特异性,分析它们对免疫应答各个环节和各个水平的作用,以使它们之间的平衡向需要的方向发展。
3现状与展望
在多糖的开发和应用上,食用真菌占有相当大的比例。
多年的研究证实,各种食药用菌具有不同的生物活性,对人体有着极佳的保健作用。
然而,我国食用菌产品与日本、欧美的产品尚有明显差距,比如我国一些食用菌品质低,加工的产品品质不稳定,产品科技含量偏低,多数产品属于粗提取物,还不符合中药现代制剂的要求。
在我国,目前对多糖研究侧重于分离、纯化、化学组成及生物活性等方面,对多糖溶液构象、空间结构和结构与功能的关系都未及深入,对各种真菌多糖的作用机理的解释还不完善,尚有许多种类不能栽培,加之环境不同、培养条件不同,提取分离技术不同都会造成多糖结构上的差异,因而影响其活性。
因此,这就需要以企业为主导,与科研院所、高校相结合,走产、研、学协作开发之路。
成功开发一些保健食品或功能性产品,从而使之在国际市场上占有更大份额。
参考文献
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