天然产物活性多糖结构与功能研究进展 (1) 南京廖华

发布时间：2017-01-04 19:09

  本文关键词：天然产物活性多糖结构与功能研究进展，由笔耕文化传播整理发布。

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中国食品学报

表4

核磁共振在多糖结构解析中的应用

特点

1

2010年第2期

Table4

HNMRCNMR

ApplicationsofNMRinanalysisofpolysaccharidestructure

不足

非异头质子的亚甲基和次甲基化学位移太靠近，谱峰重叠严重

13

主要解决多糖结构中糖苷键构型问题

13

13

1DNMR

CNMR的化学位移范围宽，谱线重叠少；CNMR在多糖结构解析方面的应用

确定糖残基的数目及糖链的连接位置；确定某些特定基团，如δ170～176范围的己糖醛酸的羧基或乙酰氨基信号

建立在13CNMR谱的全归属上

COSY（化学位移相

关谱）

提供糖环中相邻氢核之间的耦合关系

COSY-45COSY的脉冲序列中，第2个脉冲角度由90°变成45°，谱图中的对角线峰沿对角线

变窄，邻近的交叉峰干扰较少

DQF-COSY（双量子

滤波COSY）

抑制了强峰和溶剂峰；由于对角线峰壑交叉峰均为吸收型，所以分辨率较高

只能显示至少3个两两耦合的自旋之间的交叉峰，作为COSY谱的一个补充，用于识别H5和H6

给出同一自旋体系中所有氢核间的相关峰，包括长程耦合和短程耦合

反映直接相连的1H和13H核之间的耦合关系（1JCH）

将1H核与长程耦合的13C核关联起来，作用相当于长程H，C-COSY，能提供分子骨架的结构信息

灵敏度比同等条件下的COSY要低

TQF-COSY（三量子

2DNMR

滤波COSY）

TOCSY（全相关谱）HSQC（异核单量子

相干谱）

HMBC（异核多量子

相干谱）

的杀伤活性。（3）对NK、LAK细胞的作用。大量的研究表明猕猴桃茎多糖[42]、牛膝多糖[43]等对NK、

强机体的免疫功能[47]。

3.2多糖的抗肿瘤活性

根据多糖的抗肿瘤作用将其可以分为两大

LAK细胞活性都有增强作用，其增强作用呈剂量

依赖性。（5）通过不同途径激活补体系统。有些是通过替代通路激活补体，有些是通过经典途径，这一类多糖有柴胡多糖和三七多糖等[44-45]。（4）以促进树突状细胞（DCs）增殖、表面表达分子MHCⅡ分泌等方式促进DCs诱导的免疫应答启动，比如灵芝多糖可明显刺激小鼠脾脏DCs增殖[46]。大粒车前子多糖通过促进DCs表面MHCⅡ类分子、共刺激分子的表达及Th1型细胞因子的分泌，刺激

类：一类是具有通过激活机体的免疫系统，诱导细胞分化，刺激造血，抗转移[48]，抗新生血管生成[49]，诱导NO产生[50]等生物活性的多糖，这类多糖与机体的免疫细胞通过分子水平的接触，免疫细胞被激活，释放出某些类型的细胞转导信号，从而激发和增强免疫反应，再通过增强机体的免疫功能间接抑制或杀死肿瘤细胞。具有抗肿瘤活性的多糖大多是通过这种途径发挥作用的。例如，人们从植物、细菌和真菌中提取到β-葡聚糖，通过研究表明β-葡聚糖与机体免疫细胞受体存在特异性结合，这种结合使免疫细胞（巨噬细胞、T和B淋巴细胞及其它效应细胞）迅速处于激活状态，而且可以活化信号传导的路径并调节某些细胞因子的释

T淋巴细胞的增殖，诱导Th1型免疫应答并增强CTL对肿瘤细胞的特异性杀伤活力；通过促进DCs表面趋化因子受体CCR7mRNA的表达，促进DCs的移行和发育成熟，即通过对DCs移行、

成熟、功能的上调作用而促进免疫应答的启动，增

第10卷第2期天然产物活性多糖结构与功能研究进展7

放，诱导和调节免疫反应，抑制肿瘤或癌细胞的生长繁殖[51-56]。另一类是具有细胞毒性的多糖，可以直接杀死肿瘤细胞，如牛漆多糖[57]、青钱柳多糖[58]和茶多糖[59]均可以抑制癌细胞体外生长，青钱柳多糖可以显著抑制人宫颈癌Hela细胞的生长，诱使细胞发生凋亡，使细胞在S期发生阻滞。然而后一类多糖在体外直接杀伤肿瘤细胞的机制还不是很清楚。

化能力明显高于相对分子质量为26.8×104和11.8×

104的组分[73]。黑灵芝多糖能抑制缺氧/复氧引起的LDH的释放及细胞活力的下降并呈剂量依赖性（可达100μg/mL），这种保护作用也伴随着减少MDA的含量，增强SOD、CAT、GSH-Px活性及蛋

白表达，并且能减少缺氧/复氧引起的ROS的释放及细胞凋亡[74]。此外，黑灵芝多糖通过调节半胱氨酸蛋白酶、Bcl-2和氧化还原系统保护心肌细胞，防止缺氧/复氧诱导的线粒体介导的细胞凋亡[75]。

3.3抗病毒作用

20世纪70年代以来，已经发现许多多糖具

有抗疱疹病毒及流感病毒作用，如对艾滋病毒[60]、巨细胞病毒[61]、单纯疱疹病毒[62]等有明显的抑制作用。多糖通过以下方式达到抗病毒的作用：抑制病毒抗原的表达，抑制病毒逆转录酶的活性[63-64]以及抑制病毒表面蛋白gp120与细胞表面CD4受体结合[65-66]等。如灵芝中的糖蛋白是通过与病毒分子结合，阻止病毒分子与细胞之间的结合感染[67]。硫酸多糖无论在体外还是在体内，都显示出不同程度的抗病毒活性。硫酸多糖包括从植物中提取到的各种肝素、硫氨多糖、天然中性多糖的硫酸衍生物和人工合成的硫酸多糖，是一类多聚阴离子多糖，带有大量负电荷。目前认为其抗病毒机理可能是硫酸多糖掩蔽了病毒或细胞表面的正电荷区域，从而抑制了病毒的吸附。有研究发现，匀多糖的硫酸酯抗病毒活性大于杂多糖硫酸酯的活性[68]；相对分子质量大小[69]、硫酸化程度[70]、硫酸基的分布[71]等因素均会对硫酸多糖的抗病毒活性有一定影响。

3.5降血糖作用

天然多糖的降血糖作用主要表现在降低肝糖

原，促进外周组织器官对糖的利用，促进降糖激素和抑制升糖激素作用，保护胰岛细胞以及调节糖代谢酶活性等方面。冬虫夏草多糖能显著提高肝脏中葡糖激酶、己糖激酶和6-磷酸葡萄糖脱氢酶的活性，降低血浆甘油三酯及胆固醇的水平[76]。百合多糖可以修复β-胰岛细胞，增强分泌胰岛素功能和降低肾上皮质激素分泌，并可促进肝脏中血糖转化为糖原的联合作用，从而使血糖降低[77]。黄芪多糖对血糖及肝糖元有双向调节作用，既可保护低血糖，又可抗实验性高血糖[78]。其它具有降血糖作用的多糖有青钱柳多糖[79]、人参多糖[80]、灵芝多糖[81]、茶多糖[82]等。

3.6其它功能

近几十年来，对多糖的相关研究包括膜的化

学功能和免疫物质的研究以及寻找新药资源等，人们在研究中发现多糖在生物体内不仅作为能量物质或结构材料，更重要的是其可以携带巨大的信息量，而成为参与生命活动中形形色色的识别作用的基础。其具有多种生物活性功能，广泛参与细胞识别、细胞生成、分化、代谢、胚胎发育、细胞癌变等各种生命活动。除此之外，从天然产物中提取的多糖还具有抗凝血、抗溃疡、抗辐射、抗突变等[83-86]生物活性，是现代医学、营养学和食品化学领域共同关注的热点。

3.4抗氧化作用

近年来，人们对多糖及其复合物的抗氧化活

性研究越来越深入。许多从天然产物中分离得到的多糖类化合物具有清除自由基，抑制脂质过氧化、亚油酸氧化等抗氧化作用，其可能的抗氧化机理有：直接清除活性氧，络合产生活性氧所必需的金属离子，提高抗氧化酶的活性等。提示多糖的抗氧化性可能是抗肿瘤、抗衰老、抗感染等的作用机理之一。

车前子多糖具有体外清除DPPH自由基、超氧阴离子自由基、羟基自由基等抗氧化能力。从茶叶水提物中分离、纯化得到的3个多糖组分，其中相对分子质量为4.2×104的TPC-3组分的抗氧

[72]

4结束语

对多糖的研究经过近几十年的快速发展，已

取得很大突破，尤其是在多糖结构解析方面。现代仪器分析技术（如GC-MS、Q-TOF、2DNMR等）结合经典的化学分析方法（如甲基化分析）取得了

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中国食品学报

2010年第2期

长足的进步，但仍然存在一系列棘手问题。首先是多糖的分离纯化，其操作十分复杂，得到均一的活性多糖组分并不容易，而且多糖分离纯化的重现性较差，某个人分离得到的纯多糖很有可能是“独一无二”的多糖。个体分离所得的差异、批次与批次之间的差异，使得多糖很难有一个稳定的质量控制标准。其次，测定多糖结构仍有很大难度，这是由于多糖结构复杂，很难用一种或几种方法分析出其基本结构，必须将大量的化学分析方法和现代仪器分析方法结合起来，进行综合分析与评

价。此项工作强度大，同时需要研究人员必须具备丰富、渊博的学科知识。

对多糖活性的研究更多地停留在体外实验阶段。目前开发出的活性多糖只有几种，如香菇多糖、灵芝多糖和云芝多糖等，并且它们是通过静脉注射的方式进入人体发挥功效的。多糖在体内的作用机制，包括在细胞膜或脂质体表面的构象作用，多糖、磷脂及蛋白质缔合的化学和物理进程以及这类分子聚集体所形成的微环境与它们的生物功能之间的关系等还有待深入地研究。

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