[科普中国]-多糖

结构

多糖（polysaccharide）是由多个单糖分子缩合、失水而成，是一类分子结构复杂且庞大的糖类物质。凡符合高分子化合物概念的碳水化合物及其衍生物均称为多糖。多糖在自然界分布极广，亦很重要。有的是构成动植物细胞壁的组成成分，如肽聚糖和纤维素；有的是作为动植物储藏的养分，如糖原和淀粉；有的具有特殊的生物活性，像人体中的肝素有抗凝血作用，肺炎球菌细胞壁中的多糖有抗原作用。多糖的结构单位是单糖，多糖相对分子质量从几万到几千万。结构单位之间以苷键相连接，常见的苷键有α-1，4-、β-1，4-和α-1，6-苷键。结构单位可以连成直链，也可以形成支链，直链一般以α-1，4-苷键（如淀粉）和β-1，4-苷键9如纤维素）连成；支链中链与链的连接点常是α-1，6-苷键。

由一种类型的单糖组成的有葡萄糖、甘露聚糖、半乳聚糖等，由二种以上的单糖组成的杂多糖（hetero polysaccharide）有氨基糖的葡糖胺葡聚糖等，在化学结构上实属多种多样。就分子量而论，有从0.5万个分子组成的到超过106个的多糖。比10个少的短链的称为寡糖。不过，就糖链而论即使是寡糖，在寡糖上结合了蛋白质和脂类的，就整个分子而论，如果是属于高分子，则从广义上来看也属于多糖，因此特称为复合多糖 （conjugated polysaccharide，complex poly－saccharide）或复合糖质（glycoconjugate）（糖蛋白、糖脂类、蛋白多糖）。1

分类多糖的广义分类分为： 均一性多糖和不均一性多糖。

均一性多糖由一种单糖分子缩合而成的多糖，叫做均一性多糖。自然界中最丰富的均一性多糖是淀粉和糖原、纤维素。它们都是由葡萄糖组成。淀粉和糖原分别是植物和动物中葡萄糖的贮存形式，纤维素是植物细胞主要的结构组分。

1． 淀粉

淀粉是植物营养物质的一种贮存形式，也是植物性食物中重要的营养成分，分为直链淀粉和支链淀粉。

① 直链淀粉：许多α-葡萄糖以α(1-4)糖苷键依次相连成长而不分开的葡萄糖多聚物。典型情况下由数千个葡萄糖线基组成，分子量从150000到600000。结构：长而紧密的螺旋管形。这种紧实的结构是与其贮藏功能相适应的。遇碘显兰色。

② 支链淀粉：在直链的基础上每隔20-25个葡萄糖残基就形成一个-(1-6)支链。不能形成螺旋管，遇碘显紫色。淀粉酶：内切淀粉酶（α-淀粉酶）水解α-1.4键，外切淀粉酶（β-淀粉酶）α-1.4，脱支酶α-1.6。

2．糖元

糖元与支链淀粉类似，只是分支程度更高，每隔4个葡萄糖残基便有一个分支。结构更紧密，更适应其贮藏功能，这是动物将其作为能量贮藏形式的一个重要原因，另一个原因是它含有大量的非原性端，可以被迅速动员水解。糖元遇碘显红褐色。

3． 纤维素结构

许多β-D-葡萄糖分子以β-(1-4)糖苷键相连而成直链。纤维素是植物细胞壁的主要结构成份，占植物体总重量的1/3左右，也是自然界最丰富的有机物，地球上每年约生产1011吨纤维素。经济价值：木材、纸张、纤维、棉花、亚麻。完整的细胞壁是以纤维素为主，并粘连有半纤维素、果胶和木质素。约40条纤维素链相互间以氢键相连成纤维细丝，无数纤维细丝构成细胞壁完整的纤维骨架。降解纤维素的纤维素主要存在于微生物中，一些反刍动物可以利用其消化道内的微生物消化纤维素，产生的葡萄糖供自身和微生物共同利用。虽大多数的动物(包括人)不能消化纤维素，但是含有纤维素的食物对于健康是必需的和有益的。

4． 几丁质(壳多糖)

N-乙酰-D-葡萄糖胺以(1，4)糖苷链相连成的直链。

**5．**菊 糖

多聚果糖，存在于菊科植物根部。

6． 琼 脂

多聚半乳糖，是某些海藻所含的多糖，人和微生物不能消化琼脂。

不均一性多糖由不同的单糖分子缩合而成的多糖，叫做不均一多糖。常见的有：透明质酸、硫酸软骨素等。

有一些不均一性多糖由含糖胺的重复双糖系列组成，称为糖胺聚糖(glyeosaminoglycans，GAGs)，又称粘多糖。(mucopoly saceharides)、氨基多糖等。

糖胺聚糖是蛋白聚糖的主要组分，按重复双糖单位的不同，糖胺聚糖有五类：

1．透明质酸

2．硫酸软骨素

3．硫酸皮肤素

4．硫酸用层酸

5．肝素

6．硫酸乙酰肝素

临床作用免疫调节Hosono Akira等将双岐杆菌属细菌的细胞超声粉碎提取后，用超滤设备和阴离子交换树脂、凝胶色谱纯化出具有免疫增强活性的多糖。Oka Shuichi等从紫苏(Perilla)中分离得到的多糖具有抗变态反应作用。Fujimiy hjaki从蘑菇属(Agr/cus)植物的子实体中提取出的多糖具有免疫抑制作用，它能减少我们通常使用的免疫抑制剂的诸如细胞毒性、机体抗感染能力下降、对骨髓造血细胞的繁殖抑制等副作用，此多糖可以做成口服或注射用药物，也可制成一种功能性食品。

抗病毒及抗癌大多数多糖的抗病毒机制是抑制病毒对细胞的吸附，这可能是由于多糖大分子机械性或化学性地结合到HW—I的Gp120分子上，遮盖了病毒与细胞的结合位点，从而竞争性地封锁了病毒感染细胞。Hara Masahiko等从第一季和第二季采收的茶叶中得到一种植物病毒抑制剂，它是一种含有鞣酸的单糖或多糖类成分，不仅可抑制病毒的致病作用，而且可抑制病毒的传播。据报道，从蘑菇属(Agr/cus)植物的培养物中也能分离得到大量的具有抗癌活性成分的水溶性物质，包括从蘑菇属植物的子实体中分离出的酸性多糖、水溶性中性多糖和水溶性蛋白多糖。NodaKiyoshiC和Kato Toshimitsu等分别从小球藻和螺旋藻中分离出具有抗癌活性的多糖和硫酸酯化多糖，可抑制肿瘤转移，安全性优于传统的手术治疗和化疗。Nakano Masa hi从

美洲山核桃树的坚果、杜仲以及豆科植物Aspa/athus linearis中提取出一种抗氧化酸性多糖，它不仅能抑制艾滋病病毒等逆转录酶病毒的复制，而且能起到免疫调节作用，在某种程度上可替代传统的价格昂贵且副作用较大的抗病毒药物。

降血糖Ukai Shigeo等从一种银耳(KINJI)的子实体或菌丝体中提取出抗高血糖的酸性多糖。FujiiMakoto等从海藻类植物中提取出一种能够降低血糖水平的藻类多糖，并制成了以岩藻依聚糖(Fucoidan)为主要成分的保健食品，它可以显著提高人们的免疫功能2。

治疗Kanou Kokuki等从丹参中分离出的丹参多糖能够抑制尿蛋白的分泌，缓解肝肾疾病症状，可制成口服或肌注制剂，减少由于长期服用双嘧达莫等类固醇或血小板抑制剂造成的不良反应。ShibatHideyuki等发明了一种含有硫酸化岩藻依聚糖活性成分的多糖制剂，它能减少诸如消炎痛、阿司匹林等非甾体消炎镇痛剂的副作用。

美容Honda Yasuki等从西洋樱草属(Polyanthus)植物中获得一种具有良好的保湿、抗皱等作用的酸性杂多糖。Sawai Yasuko等从石菖蒲(Acorusgram/neus)的根茎中分离得到的多糖可抑制黑色素的产生，具有抗炎、抗氧化作用，可用于黑变病的治疗，且因其具有良好的保湿作用，故又可作为化妆品的有效成分。Shimomura K~nji等从甲壳类动物的肉类降解产物中得到一种具有美容功效的酸性多糖。实验证明，此酸性多糖可抑制延缓衰老的透明质酸的分解，减少皮肤细纹和干裂，因而可作为美容食品和化妆品的有效成分。

乳化Keiichi等从禾本科(Gramineae)羊茅属(Festuca)植物(如大麦)的体细胞壁提取得到具有乳化作用的多糖，可作为乳化剂广泛应用于工业生产，且安全、无污染。KuraneRyuichiro等通过培养广泛产碱菌B一16(~3ca//geneshuus B一16)，得到并分离出一种由海藻糖和甘露糖组成的多糖，此多糖在水中溶解性好，有良好的稳定性，可作为研磨剂、乳化剂的稳定剂和增稠剂。

其它用途Sakata Shigenobu等通过对多种单糖、多糖及其衍生化糖类(如醛糖、黏多糖、多糖酵解后的糖)进行发酵或提取，得到一类稳定、安全的试剂，它可减少典型的有害物(如二氧芑、氰基化合物、多氯联苯等)对环境和人体的侵害，是极有意义的环保试剂。Watanabe Sa J用一种以吸附多糖(如淀粉)的羟磷灰石作载体的培养基质培养造骨细胞。此载体的特点在于不用加入血清、细胞生长因子等物质就可刺激造骨细胞生长因子受体，而且它可避免在培养某种造骨细胞时，由于血清种类的特异性而必须筛选最适血清所耗费的大量人力、财力，因而此项发明的问世无疑大大地降低了造骨细胞的培养费用，具有极高的经济价值和社会价值。

化学性质多糖无甜味，在水中不能形成真溶液，只能形成胶体，无还原性，无变旋性，但有旋光性。

生物学功能某些多糖，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。

多糖类化合物广泛存在于动物细胞膜和植物、微生物的细胞壁中，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。

真菌多糖活性多糖大多数可以刺激免疫活性，能增强网状内皮系统吞噬肿瘤细胞的作用，促进淋巴细胞转化，激活T细胞和B细胞，并促进抗体的形成。从而在一定程度上具有抗肿瘤的活性。但对于肿瘤细胞并无直接的杀伤作用。活性多糖能降低甲基胆蒽诱发肿瘤的发生率，对一些易发生广泛转移，不宜采取手术治疗和放射疗法的白血病，淋巴瘤等，特别有价值。酵母多糖——优质免疫多糖、优质功能膳食纤维

2001年，哈特韦尔、纳斯、亨特因发现了控制细胞分裂的关键性物质而获得诺贝尔医学奖。

让人们意想不到的是，2002年10月7日，诺贝尔医学奖又再次被授予发现了控制细胞程序化死亡基因的罗伯特?霍维茨等三位专家，从而开创了同一领域研究连续两年获同一诺贝尔奖项的先例，由此也引发了世界医学对靶向抑制病毒物质－葡聚糖的研究热潮。

人的机体中不断会有变异的细胞出现，应该不断地被免疫系统识别并及时清除。若变异的细胞不走向细胞凋亡，就可能形成恶性细胞而发生肿瘤、病毒感染疾病等。科学家一直在寻找一种即够抑制恶性细胞增殖并诱导其凋亡、又不影响人体正常细胞功能的物质，它就是被称为病毒细胞的激光制导炸弹的酵母葡聚糖。 酵母葡聚糖是一种存在于天然营养酵母细胞壁中的免疫多糖。1963年首次发现其具有抗肿瘤活性，以后又相继发现其具有抗菌及免疫调节作用。对肿瘤、肝炎、心血管、糖尿病、降血脂、抗衰老等方面均有独特的生物活性。近年，研究发现酵母葡聚糖可作为生命活动中起核心作用的遗传物质，具有控制细胞分裂与分化、调节细胞生长与衰老等多种复杂的功能，目前世界各国，尤其是美国、日本、前苏联等国对葡聚糖进行了大量深入的研究。

其特有的靶向性特点，能锁定休眠期、耐药性及亚临床病灶的“残存病毒细胞”，从而“同步”减毒增效，极大限度的保障临床治疗效果。同时，酵母葡聚糖可以快速激活机体自身的免疫监管和识别机制，从而增强它们的战斗力，使自身免疫系统达到最佳平衡状态，保持肌体的健康3。

中医中被称为可以起死回生、长生不老的圣药灵芝中含有的灵芝多糖，大部分都是β（1→3）葡聚糖。这也能够解释灵芝为什么会有如此神奇的功效。 现存许多医学文献都已证实酵母有助增强机体抵抗力，因为酵母中含有β（1→3）葡聚糖，而多种免疫细胞表面都具有能够与葡聚糖结合或对它做出反应的接收器(Receptors)，故酵母可以对免疫细胞产生功效。

酵母葡聚糖是第一个被发现具有免疫活性的葡聚糖。

美国哈佛大学、图伦大学、华盛顿大学以及美国空军放射生物学研究所等都证实：天然酵母葡聚糖具有的独特靶向作用，能够定向清除体内毒素，同时提高巨噬细胞的吞噬能力达10倍以上，使人体免疫系统迅速达到最佳平衡，无任何药物的毒副作用，有效预防各类慢性疾病的发生。

天然酵母葡聚糖在免疫调节、抗辐射、调节肠胃、帮助组织结构再生或修复、促进伤口愈合及预防心脑血管和糖尿病等方面均具有突出表现，对肝炎、肿瘤、心血管、糖尿病、降血脂、抗衰老等方面均有独特的生物活性。

1957年，医学专家就发现了静脉注射来自酵母细胞壁的酵母聚糖（Zymosan）对巨噬细胞的吞噬活性，1961年，Dr.Riggi确定了酵母聚糖中的这种活性成分是葡聚糖。实验证明，酵母葡聚糖能够增强吞筮细胞吞筮能力达10倍以上，具有95%以上的肿瘤抑制率，是生物活性最强的葡聚糖。

●美国哈佛大学Czap教授说，酵母葡聚糖使使人体的免疫细胞成为“防卫的兵工厂”；

●天然酵母葡聚糖被誉为“超级灵芝”、“定向清毒，免疫先锋”、“病毒细胞的追捕者”以及“肿瘤患者的最后希望”等；

●美国空军辐射生物研究所给小白鼠致死剂量的辐射处理，发现事先口服酵母葡聚糖的有70%完全不受辐射影响；

●美国自受911袭击后，利用酵母葡聚糖开发出对抗炭疽病毒的新药；

●天然酵母葡聚糖已被美国FDA列为防治病毒，提高免疫的首选用药；

●天然酵母葡聚糖+化疗=零毒化疗（同步减毒增效，保障化疗效果）；

●天然酵母葡聚糖已成为世界免疫学界研究的热门课题之一。

天然酵母葡聚糖的药理特点：

1．活化并增强人体免疫系统，快速调节免疫

2．抑制肿瘤。

3．抗氧化、辐射作用。

4．帮助身体组织结构再生和修复，促进伤口愈合。

5．润肠通便、调节胃肠功能、降低胆固醇。

特别推荐人群：

中老年人、体质虚弱者、病人特别是重症患者（如放化疗等）；

高龄慢性病患者，有免疫系统疾病的患者；

经常出差、生活无规律、交际应酬多的商务白领人士；

工作或生活环境受辐射影响重者（钢铁、石油、化工、驾驶、IT等）。