天然活性多糖的提取、分離和結(jié)構(gòu)解析研究進(jìn)展

天然活性多糖的提取、分離和結(jié)構(gòu)解析研究進(jìn)展

糖及其化合物是高等植物、動(dòng)物膜和微生物細(xì)胞中自然界含量豐富的天然藥物之一。與人類生活密切相關(guān)，在維持生活活動(dòng)方面發(fā)揮著重要作用。這些物質(zhì)與蛋白質(zhì)、鈉和酒精一起構(gòu)成了最基本的四種生命物質(zhì)。生物體內(nèi)多糖除單獨(dú)存在外,也有以結(jié)合方式存在的復(fù)合多糖,如與蛋白質(zhì)結(jié)合在一起的蛋白多糖、糖蛋白,與脂質(zhì)結(jié)合的脂多糖等。1988年,英國(guó)的Rademacher等幾位多年從事糖類研究的科學(xué)家首次提出了“糖生物學(xué)”(Glycobiology),宣告了糖生物學(xué)這一分支學(xué)科的正式誕生。美國(guó)、日本、歐盟等政府機(jī)構(gòu)爭(zhēng)相增加相關(guān)研究和經(jīng)費(fèi)投入,致力于糖類研究。現(xiàn)代科學(xué)研究已經(jīng)表明一切重要的生命活動(dòng),如細(xì)胞識(shí)別都有糖鏈的參與。在第一屆國(guó)際糖工作年會(huì)上,會(huì)議主席宣稱“生物化學(xué)中最后一個(gè)重大前沿,糖生物學(xué)的時(shí)代正在加速到來(lái)!”。美國(guó)《科學(xué)》雜志于2001年3月23日出版了一期專輯“糖和糖生物學(xué)”,表明對(duì)多糖的研究在國(guó)際學(xué)術(shù)界日益得到重視,其中對(duì)多糖結(jié)構(gòu)和生物功能的研究成為繼蛋白質(zhì)和核酸之后探索生命奧秘的第3個(gè)里程碑。糖生物學(xué)、糖醫(yī)藥學(xué)和糖化學(xué)的研究已成為生命科學(xué)研究的熱點(diǎn)。多糖來(lái)源廣泛且無(wú)毒,近年來(lái)各國(guó)學(xué)者從各種生物體內(nèi)提取了大量的生物活性多糖,這些多糖在免疫調(diào)節(jié)、抗腫瘤、抗病毒、抗氧化和降血糖等方面顯示出良好的應(yīng)用前景,是比較理想的藥物和保健食品基料。今后將有越來(lái)越多的具有不同活性的多糖被發(fā)現(xiàn)并應(yīng)用于臨床。1脫蛋白、脫色及分離純化多糖既可存在于細(xì)胞壁外,又可存在于細(xì)胞壁內(nèi)。若從動(dòng)、植物中提取多糖,就要對(duì)細(xì)胞進(jìn)行破碎,使多糖容易釋放出來(lái)。因破碎后的細(xì)胞,其中的脂類物質(zhì)也易連同多糖被提取出來(lái),故需要預(yù)先脫脂。一般采用醇和醚類物質(zhì)浸泡或回流提取來(lái)除去脂質(zhì),此時(shí)一些脂溶性色素也容易被除去。脫脂后的樣品再用于多糖的提取。以水、鹽溶液、稀酸或稀堿在不同條件下提取,提取液濃縮后經(jīng)透析、沉淀、干燥得到粗多糖。當(dāng)用堿性溶液提取時(shí),需要在低溫條件下提取,避免多糖發(fā)生降解。近年來(lái),微波、超聲和酶法輔助提取技術(shù)也開始應(yīng)用于多糖的提取。提取得到的多糖溶液一般含有較多雜質(zhì),首先需考慮除去多糖提取液中的蛋白質(zhì)。常用的脫蛋白方法有Sevag法、三氟三氯乙烷法、三氯乙酸法以及酶法等,其中Sevag是脫除蛋白質(zhì)的經(jīng)典方法,但其效率不高(需要提取3次以上),且多糖會(huì)有一定程度的損失。多糖中也常含有一些色素(游離色素或結(jié)合色素),根據(jù)其性質(zhì)可采取不同的脫色方法。目前常用的脫色方法有離子交換法、氧化法、金屬絡(luò)合物法和吸附法(纖維素、硅藻土、活性炭)等。DEAE-纖維素法是通過離子交換作用來(lái)達(dá)到脫色的目的,并且能夠分離純化多糖。對(duì)于無(wú)機(jī)鹽、色素、單糖和寡糖等小分子物質(zhì),可以采用透析的方法除去。提取、除雜后所得粗多糖通常是混合多糖,若要獲得均一多糖,還需對(duì)多糖進(jìn)行分離純化。分離純化多糖的方法很多[14,15,16,17,18,19,20],如分步沉淀法、季銨鹽沉底法、柱層析法、超濾法和超離心法等,然而往往一種方法只能除去其中一種或幾種雜質(zhì),不能一次性地獲得均一組分。只有綜合利用幾種純化方法才能達(dá)到純化的效果。離子交換柱層析適合于分離各種酸性、中性粘多糖,是目前多糖純化中應(yīng)用最廣的一種方法,特別是對(duì)于體積較大的多糖溶液,大多采取陰離子交換柱層析純化的策略,使多糖得到初步純化,甚至可以分離到均一組分。使用較為普遍的交換劑(填料)有二乙基氨基纖維(DEAE-cellulose)、DEAE-葡聚糖(DEAE-Sephadex)和DEAE-瓊脂糖(DEAE-Sepharose)。這些交換劑具有三度空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),不僅具有離子交換作用,而且具有分子篩作用,柱效較高。凝膠柱層析常用的凝膠填料有葡聚糖凝膠(Sephadex)、瓊脂糖凝膠(Sepharose)和聚丙烯酰胺凝膠(Bio-gel)等,以及后來(lái)開發(fā)出來(lái)的Sephcryl、Superdex等系列。使用凝膠填料進(jìn)行多糖的分離純化時(shí),通常以不同濃度的鹽溶液和緩沖液作為洗脫劑,使洗脫液具有一定的離子強(qiáng)度。多糖出柱的順序是大分子先出柱,小分子后出柱,從而使不同分子質(zhì)量的多糖得到分離純化。然而凝膠柱層析不適合粘多糖的分離。2糖鏈的一級(jí)結(jié)構(gòu)多糖結(jié)構(gòu)比蛋白質(zhì)和核酸的結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜,可以說是最復(fù)雜的生物大分子。從化學(xué)觀點(diǎn)來(lái)看,多糖結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性無(wú)疑給其結(jié)構(gòu)解析帶來(lái)很大困難。糖的結(jié)構(gòu)分類沿用了蛋白質(zhì)和核酸的分類方法,即多糖的結(jié)構(gòu)可分為一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)和四級(jí)結(jié)構(gòu)。與其它生物大分子一樣,糖鏈的二級(jí)以上高級(jí)結(jié)構(gòu)是以一級(jí)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的。不同的是,與蛋白質(zhì)或核酸大分子相比,糖鏈的一級(jí)結(jié)構(gòu)“含義”要豐富得多。測(cè)定糖鏈的一級(jí)結(jié)構(gòu),要解決以下幾個(gè)問題:(1)相對(duì)分子質(zhì)量;(2)糖鏈的糖基組成,各種單糖組成的摩爾比;(3)有無(wú)糖醛酸及具體的糖醛酸類型和比例;(4)各單糖殘基的D-或L-構(gòu)型,吡喃環(huán)或呋喃環(huán)形式;(5)各個(gè)單糖殘基之間的連接順序;(6)每個(gè)糖苷鍵所取的α-或β-異頭異構(gòu)形式;(7)每個(gè)糖殘基上羥基被取代情況;(8)糖鏈和非糖部分連接情況;(9)主鏈和支鏈連接位點(diǎn);(10)糖殘基可能連接硫酸酯基、乙?；?、磷酸基、甲基的類型等。多糖結(jié)構(gòu)的分析手段很多,不僅有儀器分析法,如紅外、核磁共振、質(zhì)譜等,還有化學(xué)方法,如部分酸水解、完全酸水解、高碘酸氧化、Smith降解、甲基化反應(yīng)等,以及生物學(xué)方法,如特異性糖苷酶酶切、免疫學(xué)方法等(見表1)。2.1相對(duì)分子質(zhì)量測(cè)定多糖的相對(duì)分子質(zhì)量是一項(xiàng)較為重要的工作,多糖的性質(zhì)往往與其相對(duì)分子質(zhì)量有關(guān)。多糖的相對(duì)分子質(zhì)量只代表相似鏈長(zhǎng)的平均分布,可以用量均相對(duì)分子質(zhì)量(Mw)、數(shù)均相對(duì)分子質(zhì)量(Mn)、重均相對(duì)分子質(zhì)量(Mw)和粘均相對(duì)分子質(zhì)量(Mv)表示。通常文獻(xiàn)報(bào)道的相對(duì)分子質(zhì)量是量均相對(duì)分子質(zhì)量。目前測(cè)定多糖相對(duì)分子質(zhì)量的方法主要有滲透壓法、蒸汽壓法、端基法、光散射法、黏度法、超過濾法、聚丙烯酰胺凝膠電泳法、凝膠過濾法和HPGPC等。HPGPC測(cè)定多糖相對(duì)分子質(zhì)量具有快速、高分辨率和重現(xiàn)性好等優(yōu)點(diǎn),在國(guó)內(nèi)外得到廣泛使用。2.2化學(xué)解釋分析2.2.1gc-ms分析多糖水解后生成的單糖混合物或單糖甲基糖苷混合物可以用TLC、HPLC或GC等方法作定性鑒定和定量分析。GC分析時(shí),待測(cè)樣品要轉(zhuǎn)換成易揮發(fā)、熱穩(wěn)定性好的衍生物,如糖三甲基硅醚、糖醇乙酸酯、糖三氟乙酸酯等。樣品的水解方法有甲醇水解、鹽酸水解、硫酸水解和三氟乙酸水解等,其中三氟乙酸水解法最為常用。2.2.3分子比例之過碘酸鹽高碘酸及其鹽可以選擇性地?cái)嗔烟欠肿又械倪B二羥基或連三羥基,生成相應(yīng)的多糖醛、甲醛或甲酸。糖的非還原末端或非末端的(1→6)-鍵與鄰三元醇相似,其與過碘酸鹽作用,糖環(huán)開裂得一分子比例的甲酸而消耗二分子比例之過碘酸鹽。非末端的(1→2)-或(1→4)-鍵與鄰二元醇相似,其開裂后產(chǎn)生二分子醛而消耗一分子比例之過碘酸鹽。對(duì)于非末端之(1→3)-鍵或C-2和C-4有分枝的,則不受過碘酸鹽影響。因此多糖氧化后定量測(cè)定過碘酸鹽的消耗、甲酸的生成和剩余糖的比例,就可確定多糖中各種單糖的鍵型及其比例。多糖的過碘酸鹽氧化一般在pH3~5的水溶液中進(jìn)行(暗處)。過低pH導(dǎo)致酸水解,過高pH引起無(wú)選擇性氧化。確定糖苷鍵的位置時(shí),需要與Smith降解相結(jié)合。2.2.4氧化產(chǎn)物的降解Smith降解是將高碘酸氧化的產(chǎn)物還原后進(jìn)行酸水解。由于糖基之間不同的位置縮合,因此用高碘酸氧化后生成不同的產(chǎn)物。將氧化產(chǎn)物用硼氫化鈉還原成穩(wěn)定的多羥基化合物,水解后用紙層析或者GLC鑒定水解產(chǎn)物,由降解的產(chǎn)物推斷糖苷鍵的位置。由于實(shí)驗(yàn)中加入乙二醇終止反應(yīng),所以檢測(cè)終產(chǎn)物中乙二醇沒有意義,一般以甘油、赤蘚醇和其它糖等作為糖苷鍵的特征終產(chǎn)物。2.2.5多糖甲基化的檢測(cè)甲基化分析是確定寡糖和多糖中單糖間糖苷鍵位置的重要手段。其原理是:先將多糖中各種單糖殘基中的游離羥基全部甲基化,將甲基化多糖水解得到甲基化的單糖進(jìn)行衍生處理,最后用GC-MS方法結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)譜圖分析,可得到部分甲基化單糖衍生物的歸屬,從而確定單糖殘基的連接位點(diǎn)。同時(shí)根據(jù)不同甲基化單糖的比例推出這種連接鍵型在多糖重復(fù)結(jié)構(gòu)中的比例。然而甲基化分析無(wú)法確定異頭碳糖苷鍵構(gòu)型和單糖殘基的順序信息。多糖甲基化通過一系列的改進(jìn),目前有多種方法,如Purdie法、Haworth法、Menzies法、Hakomori法、Cicanu法、Needs法等,其中Needs改良的甲基化方法較為常用(見表2)。針對(duì)易溶于水、難溶于DMSO的多糖,可以先用少量水使多糖溶解,再與DMSO混合,然后加入分子篩脫水,采用Needs法進(jìn)行多糖甲基化,可得到甲基化程度比較完全的產(chǎn)物。在甲基化分析過程中,需要注意以下幾點(diǎn):(1)多糖甲基化后用紅外檢測(cè)其是否含有羥基,如果仍有羥基峰存在,則表示甲基化不完全,需重復(fù)進(jìn)行甲基化或者采用氯仿等溶劑將已甲基化的多糖萃取出來(lái)并作后續(xù)處理分析;(2)含有糖醛酸或氨基己糖殘基的多糖比較難甲基化,可能會(huì)產(chǎn)生二級(jí)產(chǎn)物。對(duì)于含有糖醛酸、氨基己糖以及某些取代基團(tuán)的多糖,在甲基化分析時(shí)需要考慮甲基化和酸水解是否會(huì)引發(fā)副反應(yīng)。2.3質(zhì)譜及質(zhì)譜條件的應(yīng)用紫外-可見光譜是多糖結(jié)構(gòu)研究中常用的儀器分析方法之一,如采用苯酚-硫酸法、蒽酮-硫酸法等測(cè)定多糖含量,咔唑-硫酸法測(cè)定糖醛酸含量,柱層析過程中利用苯酚-硫酸法繪制多糖洗脫曲線,考馬斯亮藍(lán)法或Lowry酚試劑法測(cè)定多糖復(fù)合物中的蛋白含量等。在波長(zhǎng)280、260nm處考察多糖中是否含有蛋白、核酸等。利用紅外光譜中多糖的特征吸收峰,可鑒定多糖中糖的種類、糖環(huán)構(gòu)型,提供異頭碳的信息。在多糖結(jié)構(gòu)分析中氣相色譜法(GC)主要用于單糖組成、糖醛酸種類和組成、Smith降解產(chǎn)物等分析。GC具有樣品用量少、分辨率強(qiáng)、靈敏度高、分析速度快等優(yōu)點(diǎn),然而該法需要對(duì)多糖樣品進(jìn)行處理,衍生成易揮發(fā)、對(duì)熱穩(wěn)定的衍生物后再進(jìn)行分析。液相色譜法(HPLC)也可用于糖的分析,如多糖純化及其相對(duì)分子質(zhì)量測(cè)定,單糖組成、糖醛酸種類分析以及糖含量測(cè)定,通常選用示差檢測(cè)器。在糖類的研究中,質(zhì)譜顯示出不可替代的作用。GC-MS已廣泛應(yīng)用于糖組成分析和甲基化分析,以確定糖殘基連接方式。上世紀(jì)80年代各種軟電離技術(shù)的誕生,如快原子轟擊質(zhì)譜(FAB-MS)、電噴霧質(zhì)譜(ESI-MS)、基質(zhì)輔助激光解析離子化質(zhì)譜(MALDI-MS)等(見表3),使糖結(jié)構(gòu)分析研究取得了日新月異的發(fā)展。自從核磁共振(NMR)技術(shù)引入糖化學(xué)中,對(duì)多糖的結(jié)構(gòu)分析有了重要進(jìn)展。一維的NMR包括1H-NMR和13C-NMR。1H-NMR主要解決多糖結(jié)構(gòu)中糖苷鍵構(gòu)型問題,由于不同殘基中非異頭質(zhì)子的亞甲基和次甲基化學(xué)位移非?？拷?集中在3.0~4.0ppm狹小區(qū)域內(nèi),因此給解析帶來(lái)困難。6位脫氧糖的甲基和異頭質(zhì)子信號(hào)是1H-NMR圖譜解析的突破口,通常α型糖苷異頭碳的質(zhì)子信號(hào)大于δ5.0,β型糖苷異頭碳的質(zhì)子信號(hào)一般小于δ5.0。1H-NMR能提供多方面的信息,但其不足之處在于需要與相關(guān)的化合物結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較,才能得出明確的結(jié)論。當(dāng)研究一個(gè)全新多糖時(shí),明確質(zhì)子的歸屬很困難。13C-NMR的化學(xué)位移較1H-NMR廣,可達(dá)2×10-4,譜線很少重疊,能確定糖殘基的相對(duì)數(shù)量、糖鏈的連接位置,還可以確定某些單糖種類,因此用于多糖結(jié)構(gòu)的研究很有潛力。一般來(lái)說,α型連接的C1化學(xué)位移在97~101ppm之間,β型在103~105ppm之間。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,2DNMR技術(shù)也迅速發(fā)展起來(lái),尤其在復(fù)雜多糖化合物的結(jié)構(gòu)研究中扮演重要角色。2DNMR使多糖的1H-NMR和13C-NMR得到歸屬,能給出相關(guān)碳?xì)溥B接方式的信息,從而使確定多糖的全結(jié)構(gòu)成為可能。2DNMR是經(jīng)過2次傅里葉變換得到2個(gè)獨(dú)立的頻率變量的譜圖。在多糖的結(jié)構(gòu)研究中,常采用同核位移相關(guān)譜中的COSY(化學(xué)位移相關(guān)譜)、DQF-COSY(雙量子濾波COSY)、TOCSY(三量子濾波COSY)等。由于缺乏質(zhì)子間的交叉峰連接,所以單靠COSY譜不能完成多糖中各個(gè)糖環(huán)質(zhì)子的識(shí)別,TOCSY(全相關(guān)譜)等可以作為COSY的補(bǔ)充和驗(yàn)證。此外,HSQC(異核單量子相關(guān)譜)和HMBC(異核多鍵相關(guān)譜)等碳?xì)湎嚓P(guān)譜也是需要的。HSQC反映的是直接相連的1H、13C核之間的耦合關(guān)系(1JCH),HMBC把1H核與長(zhǎng)程耦合的13C核關(guān)聯(lián)起來(lái),提供分子骨架的結(jié)構(gòu)信息(見表4)。在分析多糖結(jié)構(gòu)時(shí),2DNMR譜中需要COSY-45、HSQC和HMBC,其它譜圖對(duì)識(shí)別氫核也有一定幫助。盡管一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜、相對(duì)分子質(zhì)量大的多糖用2DNMR還不能完全解析,但隨著NMR技術(shù)的不斷發(fā)展,人們將從中獲得更多的信息。3調(diào)節(jié)分子研究對(duì)多糖的功能研究主要集中在2個(gè)方面:一是作為非特異治療劑,作用于相類似的對(duì)應(yīng)分子,調(diào)節(jié)各種生理功能或糾正病理過程,這類研究目前較多;二是作為信息分子進(jìn)入機(jī)體,發(fā)揮補(bǔ)充調(diào)節(jié)或抑制的作用。雖然目前這類研究較少,但隨著糖功能基因的發(fā)現(xiàn),其特異性治療將不斷涌現(xiàn)。3.1車前子多糖的藥代動(dòng)力學(xué)作用多糖的免疫調(diào)節(jié)功能是其最重要的功能活性,多糖能在多條途徑、多個(gè)層面對(duì)免疫系統(tǒng)發(fā)揮作用。具體表現(xiàn)在:(1)提高巨噬細(xì)胞吞噬能力。植物多糖對(duì)巨噬細(xì)胞的免疫調(diào)節(jié)作用主要表現(xiàn)在影響巨噬細(xì)胞活性氧的產(chǎn)生、細(xì)胞因子的分泌(如白細(xì)胞介素IL、腫瘤壞死因子TNF、干擾素IFN集落刺激因子CSF等)、細(xì)胞增殖和吞噬活性等,從而起到對(duì)天然免疫和適應(yīng)性免疫的調(diào)控作用。從Aloebarbadensis分離得到的甘露聚糖表現(xiàn)出顯著的刺激單核巨噬細(xì)胞生成的效應(yīng),車前子多糖具有抑制小鼠腹腔巨噬細(xì)胞吞噬活性、刺激體外RAW264.7巨噬細(xì)胞增殖并提高NO釋放的作用。(2)對(duì)T、B淋巴細(xì)胞的作用。香菇多糖是一種典型的T淋巴細(xì)胞增強(qiáng)劑,在體內(nèi)外均能促進(jìn)特異性細(xì)胞毒T淋巴細(xì)胞的產(chǎn)生,提高該細(xì)胞的殺傷活性。(3)對(duì)NK、LAK細(xì)胞的作用。大量的研究表明獼猴桃莖多糖、牛膝多糖等對(duì)NK、LAK細(xì)胞活性都有增強(qiáng)作用,其增強(qiáng)作用呈劑量依賴性。(5)通過不同途徑激活補(bǔ)體系統(tǒng)。有些是通過替代通路激活補(bǔ)體,有些是通過經(jīng)典途徑,這一類多糖有柴胡多糖和三七多糖等。(4)以促進(jìn)樹突狀細(xì)胞(DCs)增殖、表面表達(dá)分子MHCⅡ分泌等方式促進(jìn)DCs誘導(dǎo)的免疫應(yīng)答啟動(dòng),比如靈芝多糖可明顯刺激小鼠脾臟DCs增殖。大粒車前子多糖通過促進(jìn)DCs表面MHCⅡ類分子、共刺激分子的表達(dá)及Th1型細(xì)胞因子的分泌,刺激T淋巴細(xì)胞的增殖,誘導(dǎo)Th1型免疫應(yīng)答并增強(qiáng)CTL對(duì)腫瘤細(xì)胞的特異性殺傷活力;通過促進(jìn)DCs表面趨化因子受體CCR7mRNA的表達(dá),促進(jìn)DCs的移行和發(fā)育成熟,即通過對(duì)DCs移行、成熟、功能的上調(diào)作用而促進(jìn)免疫應(yīng)答的啟動(dòng),增強(qiáng)機(jī)體的免疫功能。3.2誘導(dǎo)和調(diào)節(jié)免疫反應(yīng),細(xì)胞激活或致死腫瘤細(xì)胞根據(jù)多糖的抗腫瘤作用將其可以分為兩大類:一類是具有通過激活機(jī)體的免疫系統(tǒng),誘導(dǎo)細(xì)胞分化,刺激造血,抗轉(zhuǎn)移,抗新生血管生成,誘導(dǎo)NO產(chǎn)生等生物活性的多糖,這類多糖與機(jī)體的免疫細(xì)胞通過分子水平的接觸,免疫細(xì)胞被激活,釋放出某些類型的細(xì)胞轉(zhuǎn)導(dǎo)信號(hào),從而激發(fā)和增強(qiáng)免疫反應(yīng),再通過增強(qiáng)機(jī)體的免疫功能間接抑制或殺死腫瘤細(xì)胞。具有抗腫瘤活性的多糖大多是通過這種途徑發(fā)揮作用的。例如,人們從植物、細(xì)菌和真菌中提取到β-葡聚糖,通過研究表明β-葡聚糖與機(jī)體免疫細(xì)胞受體存在特異性結(jié)合,這種結(jié)合使免疫細(xì)胞(巨噬細(xì)胞、T和B淋巴細(xì)胞及其它效應(yīng)細(xì)胞)迅速處于激活狀態(tài),而且可以活化信號(hào)傳導(dǎo)的路徑并調(diào)節(jié)某些細(xì)胞因子的釋放,誘導(dǎo)和調(diào)節(jié)免疫反應(yīng),抑制腫瘤或癌細(xì)胞的生長(zhǎng)繁殖[51,52,53,54,55,56]。另一類是具有細(xì)胞毒性的多糖,可以直接殺死腫瘤細(xì)胞,如牛漆多糖、青錢柳多糖和茶多糖均可以抑制癌細(xì)胞體外生長(zhǎng),青錢柳多糖可以顯著抑制人宮頸癌Hela細(xì)胞的生長(zhǎng),誘使細(xì)胞發(fā)生凋亡,使細(xì)胞在S期發(fā)生阻滯。然而后一類多糖在體外直接殺傷腫瘤細(xì)胞的機(jī)制還不是很清楚。3.3硫酸多糖的免疫活性20世紀(jì)70年代以來(lái),已經(jīng)發(fā)現(xiàn)許多多糖具有抗皰疹病毒及流感病毒作用,如對(duì)艾滋病毒、巨細(xì)胞病毒、單純皰疹病毒等有明顯的抑制作用。多糖通過以下方式達(dá)到抗病毒的作用:抑制病毒抗原的表達(dá),抑制病毒逆轉(zhuǎn)錄酶的活性以及抑制病毒表面蛋白gp120與細(xì)胞表面CD4受體結(jié)合等。如靈芝中的糖蛋白是通過與病毒分子結(jié)合,阻止病毒分子與細(xì)胞之間的結(jié)合感染。硫酸多糖無(wú)論在體外還是在體內(nèi),都顯示出不同程度的抗病毒活性。硫酸多糖包括從植物中提取到的各種肝素、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,是一類多聚陰離子多糖,帶有大量負(fù)電荷。目前認(rèn)為其抗病毒機(jī)理可能是硫酸多糖掩蔽了病毒或細(xì)胞表面的正電荷區(qū)域,從而抑制了病毒的吸附。有研究發(fā)現(xiàn),勻多糖的硫酸酯抗病毒活性大于雜多糖硫酸酯的活性;相對(duì)分子質(zhì)量大小、硫酸化程度、硫酸基的分布等因素均會(huì)對(duì)硫酸多糖的抗病毒活性有一定影響。3.4活性化合物近年來(lái),人們對(duì)多糖及其復(fù)合物的抗氧化活性研究越來(lái)越深入。許多從天然產(chǎn)物中分離得到的多糖類化合物具有清除自由基,抑制脂質(zhì)過氧化、亞油酸氧化等抗氧化作用,其可能的抗氧化機(jī)理有:直接清除活性氧,絡(luò)合產(chǎn)生活性氧所必需的金屬離子,提高抗氧化酶的活性等。提示多糖的抗氧化性可能是抗腫瘤、抗衰老、抗感染等的作用機(jī)理之一。車前子多糖具有體外清除DPPH自由基、超氧陰離子自由基、羥基自由基等抗氧化能力。從茶葉水提物中分離、純化得到的3個(gè)多糖組分,其中相對(duì)分子質(zhì)量為4.2×104的TPC-3組分的抗氧化能力明顯高于相對(duì)分子質(zhì)量為26.8×104和11.8×104的組分。黑靈芝多糖能抑制缺氧/復(fù)氧引起的LDH的釋放及細(xì)胞活力的下降并呈劑量依賴性(可達(dá)100μg/mL),這種保護(hù)作用也伴隨著減少M(fèi)DA的含量,增強(qiáng)SOD、CAT、GSH-Px活性及蛋白表達(dá),并且能減少缺氧/復(fù)氧引起的ROS的釋放及細(xì)胞凋亡。此外,黑靈芝多糖通過調(diào)節(jié)半胱氨酸蛋白酶、Bcl-2和氧化還原系統(tǒng)保護(hù)心肌細(xì)胞,防止缺氧/復(fù)氧誘導(dǎo)的線粒體介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡。3.5對(duì)肝臟糖代謝的影響天然多糖的降血糖作用主要表現(xiàn)在降低肝糖原,促進(jìn)外周組織器官對(duì)糖的利用,促進(jìn)降糖激素和抑制升糖激素作用,保護(hù)胰島細(xì)胞以及調(diào)節(jié)糖代謝酶活性等方面。冬蟲夏草多糖能顯著提高肝臟中葡糖激酶、己糖激酶和6-磷酸葡萄糖脫氫酶的活性,降低血漿甘油三酯及膽固醇的水平。百合多糖可以修復(fù)β-胰島細(xì)胞,增強(qiáng)分泌胰島素功能和降低腎上皮質(zhì)激素分泌,并可促進(jìn)肝臟中血糖轉(zhuǎn)化為糖原的聯(lián)合作用,從而使血糖降低。黃芪多糖對(duì)血糖及肝糖元有雙向調(diào)節(jié)作用,既可保護(hù)低血糖,又可抗實(shí)驗(yàn)性高血糖。其它具有降血糖作用的多糖有青錢柳多糖、人參多糖、靈芝多糖、茶多糖等。3.6在生命活動(dòng)中的應(yīng)用近幾十年來(lái),對(duì)多糖的相關(guān)研究包括膜的化學(xué)功能和免疫物質(zhì)的研究以及尋找新藥資源等,人們?cè)谘芯恐邪l(fā)現(xiàn)多糖在生物體內(nèi)不僅作為能量物質(zhì)或結(jié)構(gòu)材料,更重要的是其可以攜帶巨大的信息量,而成為參與生命活動(dòng)中形形色