[科普中国]-生物活性多糖

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。1

特点广泛存在于动物、植物和微生物细胞壁中，毒性小、安全性高、功能广泛，具有非常重要与特殊的生理活性，是由醛基和酮基通过苷键连接的高分子聚合物，也是构成生命的四大基本物质之一。某些多糖，如纤维素和几丁质，可构成植物或动物骨架。淀粉和糖原等多糖可作为生物体储存能量的物质。不均一多糖通过共价键与蛋白质构成蛋白聚糖发挥生物学功能，如作为机体润滑剂、识别外来组织的细胞、血型物质的基本成分等。

结构与分类多糖亦称多聚糖，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。2

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。

生物活性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。3

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。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

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：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。7

参与生物体的免疫调节，参与生命细胞的各种活动。降血糖、降血脂、抗炎症、抗氧化、抗衰老、抗肿瘤等，20世纪50年代发现真菌多糖具有抗癌作用，后来又发现地衣、花粉及许多植物均含有多糖类化合物，并进行分离提纯，确定了其化学结构、物理化学性质、药理作用，尤其对多糖类化合物的抗肿瘤和免疫增强作用进行深入研究。

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。1