真菌多糖的生理活性課件

真菌多糖的生理活性、研究技術(shù)2008.3.27主要內(nèi)容真菌多糖的概述真菌多糖的生理活性真菌多糖的提取純化技術(shù)真菌多糖的結(jié)構(gòu)分析應(yīng)用前景真菌多糖的概述真菌多糖是從真菌子實體、菌絲體、發(fā)酵液中分離出的，具有抗病毒、抗凝血、降血脂、抗腫瘤、免疫調(diào)節(jié)、延緩衰老等多種生物活性，現(xiàn)已被開發(fā)成多種藥物和功能性食品添加劑。近年來，真菌多糖及其復(fù)合物的研究引起越來越多的關(guān)注。真菌多糖一般分為胞外多糖和胞內(nèi)多糖，高等真菌多糖主要是胞內(nèi)多糖，它主要存在于菌絲體的細(xì)胞壁或細(xì)胞間質(zhì)中，通過普通粉碎不能提高其含量的是胞外多糖，反之則是胞內(nèi)多糖。真菌多糖的分布真菌多糖主要分布于真菌的菌絲、子實體及其發(fā)酵液中。在不同的部位含量有所不同，在真菌的菌絲體的細(xì)胞壁和細(xì)胞質(zhì)中存在較多，其他地方較少。故真菌多糖主要是在菌絲體細(xì)胞壁和細(xì)胞質(zhì)中提取。真菌多糖的生理活性真菌多糖具有降血壓、血脂、健胃保肝、抗氧化、延緩衰老、抗感染、抗輻射、促進(jìn)核酸和蛋白質(zhì)的生物合成，修復(fù)損傷的組織細(xì)胞等多種功效。真菌多糖的抗腫瘤作用是目前所知其最為重要的生物活性，也是研究最為活躍的部分。真菌多糖的抗氧化、抗衰老活性真菌多糖的抗腫瘤活性真菌多糖的免疫調(diào)節(jié)真菌多糖的抗突變作用真菌多糖的降血糖作用真菌多糖的抗病毒作用真菌多糖的健胃保肝作用真菌多糖的抗腫瘤活性多糖的抗腫瘤功能一般表現(xiàn)為多糖能提高機(jī)體免疫力或能夠激活和提高網(wǎng)狀內(nèi)皮細(xì)胞、巨噬細(xì)胞的吞噬能力，直接殺滅腫瘤細(xì)胞，能促進(jìn)干擾素和白細(xì)胞介素的產(chǎn)生而抑制腫瘤的生長。已有多種真菌多糖，如云芝多糖、香菇多糖、裂褶菌多糖和茯苓多糖，在臨床上用于治療腫瘤。真菌多糖作為抗癌劑的最大優(yōu)點(diǎn)是毒副作用小，與化療聯(lián)合應(yīng)用有協(xié)同作用，還可對抗化療藥的骨髓抑制等不良反應(yīng)。其中香菇多糖、豬芩多糖、裂褶多糖與茯芩多糖己用于臨床，在治療中顯示出對多種腫瘤細(xì)胞的抑制能力，如香菇多糖治療胃癌、結(jié)腸癌、乳腺癌、淋巴肉瘤等取得了較好療效，存活期明顯延長，幾乎無副作用。茯芩多糖腹腔給藥，可明顯抑制小鼠S-180和移植性皮下腫瘤生長。動物實驗表明，茯芩多糖與環(huán)磷酞胺、5-Fu、爭光霉素、長春新堿等化療藥物合用于多種移植性腫瘤，有明顯的增效作用，對S-180的抑制率可達(dá)96.68％。真菌多糖的免疫調(diào)節(jié)作用實驗證明，大多數(shù)真菌多糖的抗腫瘤作用是作為生物反應(yīng)調(diào)節(jié)劑，通過增強(qiáng)宿主免疫調(diào)節(jié)功能即宿主介導(dǎo)抗腫瘤活性來實現(xiàn)的。真菌多糖可通過多條途徑、多個層面對免疫系統(tǒng)發(fā)揮調(diào)節(jié)作用。大量免疫實驗證明，真菌多糖不僅能激活T、B淋巴細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和自然殺傷細(xì)胞（NK）等免疫細(xì)胞，還能活化補(bǔ)體，促進(jìn)細(xì)胞因子的生成，對免疫系統(tǒng)發(fā)揮多方面的調(diào)節(jié)作用。在目前已發(fā)現(xiàn)的多糖化合物中，絕大多數(shù)的多糖均具有免疫調(diào)節(jié)功能，具有激活或提高網(wǎng)狀內(nèi)皮細(xì)胞和巨噬細(xì)胞的吞噬能力、活化T淋巴細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞、激活補(bǔ)體、促進(jìn)干擾素的產(chǎn)生、促進(jìn)白細(xì)胞介素的產(chǎn)生等作用。如香菇多糖、猴頭菌多糖、雷丸多糖、裂褶菌多糖、豬苓多糖、云芝胞內(nèi)多糖等。真菌多糖的抗突變作用近年來，隨著大量科研工作的實施，真菌多糖抗突變方面的研究取得了很大成果，但多糖本身結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性給研究工作帶來一些困難。真菌多糖對細(xì)菌、高等植物細(xì)胞、動物細(xì)胞的突變具有拮抗作用，因此，多糖應(yīng)用的范圍廣泛。另外，細(xì)胞突變與腫瘤的產(chǎn)生和預(yù)防有密切關(guān)系，進(jìn)行真菌多糖抗突變研究有利于盡快突破腫瘤預(yù)防和治療的世界性難題。真菌多糖的降血糖作用研究發(fā)現(xiàn)，銀耳多糖可降低高膽固醇血癥小鼠血清膽固醇含量，并隨劑量加大而增強(qiáng)。銀耳孢子多糖可使血清中TC、French、ChE、TG、β%LP含量明顯降低。香菇多糖可促進(jìn)膽固醇代謝而降低其在血清中的含量。靈芝水提物能防止注射肉毒素誘發(fā)播散性血管內(nèi)凝血大鼠的血小板和纖維蛋白質(zhì)減少，延長前凝血酶原時間，增加纖維蛋白降解產(chǎn)物，防止肝靜脈血栓形成。竹蓀多糖、雙孢蘑菇中的酪氨酸酶對降低血壓是十分有效的。冬蟲夏草多糖對心律失常、房性早搏有療效，靈芝多糖對心血管系統(tǒng)具調(diào)節(jié)作用，可強(qiáng)心、降血壓、降膽固醇、降血糖等。姬松茸多糖能降血脂、提高耐氧能力。真菌多糖可增強(qiáng)冠體流量與心肌供氧、降低血脂、預(yù)防動脈粥樣硬化斑的形成。真菌多糖的抗病毒作用大多數(shù)多糖對各種病毒有抑制作用，如艾滋病毒（HIV-1）、單純皰疹病毒、巨細(xì)胞病毒、流感病毒等。香菇多糖對泡狀口角炎病毒感染引起的小鼠腦炎有顯著治療和預(yù)防作用，治療組100％存活，而對照組全部死亡；香菇多糖對防阿伯爾氏病毒和十二型腺病毒感染也有效，其抗病毒作用與它誘生IFN和提高NK活性有關(guān)。多糖的抗病毒作用現(xiàn)已引起醫(yī)藥界的高度重視，顯示了多糖廣闊的藥用前景。真菌多糖的提取純化技術(shù)

真菌多糖的提取真菌多糖存在于食(藥)用真菌的菌絲體和子實體中，食(藥)用真菌菌絲在液體發(fā)酵時，有的將多糖分泌到胞外，形成胞外多糖；有的只留在胞內(nèi)，形成胞內(nèi)多糖。若直接食用不易達(dá)到保健治療作用，只有將其有效成分提取和純化，才能提高功效。真菌多糖多以氫鍵、鹽鍵等與其它多糖聚合在一起，因而須以各種有效方法破壞多糖鏈與其它物質(zhì)的共價結(jié)合，方能達(dá)到提取多糖的目的。大多數(shù)真菌多糖不溶于冷水，在熱水中呈黏液，遇乙醇能沉淀。因此，從真菌中分離、提取較為單一的多糖，并鑒定其純度極為困難。一般是根據(jù)原料的差別及對多糖品質(zhì)要求的不同而采用不同的方法。目前，提取多糖常用的方法有不同溫度下的水提法、稀酸提法和冷熱稀堿提法。其中水提法被采用得較多，適合于提取水溶性多糖；稀酸提取法適用于提取酸溶性多糖，提取時間宜短、溫度不超過50℃，以防止糖苷鍵斷裂；稀堿法適合于提取堿溶性糖。大部分多糖在有機(jī)溶劑中的溶解度極小，所以可用有機(jī)溶劑來沉淀。常用4-5倍的低級醇和丙酮，一般在pH值為7.0左右沉淀，制得粗多糖。由于水提時間長且效率低，酸堿提取易破壞多糖的立體結(jié)構(gòu)及活性，而采用酶法提取真菌多糖（用復(fù)合酶與熱水浸提相結(jié)合的方法），具有條件溫和、雜質(zhì)易除及提取率高等優(yōu)點(diǎn)。另外，華南理工大學(xué)輕工食品學(xué)院于淑娟等人（1995年）對真菌多糖的超聲波催化酶法提取進(jìn)行了研究。結(jié)論指出，與傳統(tǒng)工藝相比，超聲波催化酶法操作簡單、提取率高，反應(yīng)過程無物料損失和無副反應(yīng)發(fā)生。微波法提取微波是另一種新的真菌多糖提取技術(shù)，微波技術(shù)是近幾年來用于天然植物有效成分提取的一項新技術(shù)，它具有快速、高效、安全、有效成分得率高、節(jié)能等特點(diǎn)。據(jù)報道有人采用微波技術(shù)應(yīng)用于板藍(lán)根多糖的提取，結(jié)果表明，粗多糖得率和多糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)均明顯高于單獨(dú)使用水煎煮法。說明微波浸提法是一種簡便、快速、高效、低能耗的提取方法，值得推廣應(yīng)用。

真菌多糖的純化多糖的純化是將多糖混合物分離為單一的多糖。純化方法（1）分步沉淀法:根據(jù)不同多糖在不同濃度的低級醇或酮中具有不同溶解度的性質(zhì)，逐次按比例由小而大加入這些醇或酮進(jìn)行分步沉淀提取。此法適用于分離各種溶解度相差較大的多糖。（2）鹽析法:根據(jù)不同多糖在不同濃度鹽溶液中具有不同溶解度而分離。真菌多糖的結(jié)構(gòu)分析成分分析真菌多糖分結(jié)構(gòu)多糖和活性多糖。真菌細(xì)胞壁中往往含有幾丁質(zhì)，為一類聚氨基葡萄糖，屬于結(jié)構(gòu)多糖；另一類活性多糖是由真菌菌絲體產(chǎn)生的一類次生代謝產(chǎn)物，研究這類多糖對真菌本身作用較少，一般認(rèn)為是真菌儲存能量的載體之一，而對它們的藥理活性研究得較多，因此把這一類多糖稱為活性多糖。多糖的結(jié)構(gòu)真菌多糖的結(jié)構(gòu)可分為一級結(jié)構(gòu)、二級結(jié)構(gòu)、三級結(jié)構(gòu)和四級結(jié)構(gòu)。一級結(jié)構(gòu)一級結(jié)構(gòu)是指其單糖殘基的組成、排列序列、連接方式等。真菌多糖的一級結(jié)構(gòu)主鏈主要有2種：（1）葡聚糖：①β(1→3)糖苷鍵連接為主，并兼有少量β(1→4)或其他糖苷鍵，香菇多糖、茯苓多糖、云芝多糖等都屬于這種連接；②β(1→6)糖苷鍵連接的低聚葡萄糖；③β(1→3)糖苷鍵連接的低聚葡萄糖。（2）甘露聚糖:主要有α-糖苷鍵連接的甘露聚糖，如銀耳多糖的主鏈結(jié)構(gòu)是由α(1→3)糖苷鍵連接的甘露聚糖，側(cè)鏈由葡萄醛酸和木糖組成。真菌多糖的二級結(jié)構(gòu)二級結(jié)構(gòu)是指多糖骨架鏈間以氫鍵結(jié)合形成的各種聚合體，這只是關(guān)系到其分子主鏈的構(gòu)象，而不涉及側(cè)鏈的空間排布。三級結(jié)構(gòu)三級結(jié)構(gòu)是指由多糖中糖殘基中的羥基、羧基、氨基及其他功能團(tuán)，通過非共價作用而形成的有序、規(guī)則而粗大的空間構(gòu)象。四級結(jié)構(gòu)四級結(jié)構(gòu)是指多糖多聚鏈間以非共價作用力而結(jié)合形成的聚集體。多糖一級結(jié)構(gòu)的分析方法對于多糖一級結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)的分析方法是用化學(xué)分析法。多糖樣品用酸全部水解后，經(jīng)紙色譜或薄層色譜與標(biāo)準(zhǔn)樣品對照，并用氣相色譜法測出多糖的相對含量。通過甲基化、Smith降解和高碘酸氧化等確定多糖中單糖的連接點(diǎn)，然后用酶降解，逐步測出糖鏈順序，用凝膠滲透色譜法測出多糖的平均分子量。這種方法所需要的樣品量大，操作繁雜、費(fèi)時，且分析精度不高?，F(xiàn)代儀器分析法是在化學(xué)分析法的基礎(chǔ)上更進(jìn)一步地了解和研究多糖結(jié)構(gòu)特性的方法。與化學(xué)分析法相比，現(xiàn)代儀器分析法具有快速、準(zhǔn)確、靈敏和操作方便等優(yōu)點(diǎn)。目前，在此方面應(yīng)用較多的有紫外光譜法（UV）、紅外光譜法（IR）、氣相色譜法（GC）、高效液相色譜法（HPLC）、質(zhì)譜法（MS）、核磁共振法（NMR）及電泳等。其中IR法和MS法是多糖結(jié)構(gòu)分析的有效手段，而NMR法在解決糖的立體化學(xué)方面起著重要的作用。多糖的高級結(jié)構(gòu)分析多糖的二級結(jié)構(gòu)分析常用的手段是NMR技術(shù)?？娬翊旱热瞬捎靡痪SSEMDY和旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)NOE差譜NMR新技術(shù)相結(jié)合的方法，對從四川九節(jié)龍的正丁醇提取物中分離得到的四糖皂苷進(jìn)行了分析。另外在多糖的三維結(jié)構(gòu)測定中，X-射線衍射分析是較好的方法。構(gòu)效關(guān)系活性多糖的化學(xué)結(jié)構(gòu)是其生物活性的基礎(chǔ)。多糖的構(gòu)效關(guān)系就是指多糖的一級結(jié)構(gòu)和高級結(jié)構(gòu)與其生物活性的關(guān)系，是當(dāng)前糖化學(xué)和糖生物學(xué)共同關(guān)注的焦點(diǎn)問題。可能是因為多糖的結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，從總體上看，對多糖構(gòu)效關(guān)系的研究很不完善。就多糖一級結(jié)構(gòu)與其生物活性的關(guān)系而言，一方面多糖的糖組成和糖苷鍵類型對其生物活性有一定的影響，如從菌體中獲得的活性多糖一般是由葡萄糖構(gòu)成的，而且葡萄糖主鏈上的β-1,6糖苷鍵是抗腫瘤所必需的。對具有抗病毒活性的硫酸酯化多糖而言，硫酸酯化均多糖的活性大于硫酸酯化雜多糖，且β-1,3-D-葡聚糖和以β-1,3-D-葡聚糖為主的多糖活性明顯高于β-1,6-D-葡聚糖。多糖一級結(jié)構(gòu)對其生物活性影響的第2個方面是多糖中的一些官能團(tuán)。多糖中的官能團(tuán)種類或有無官能團(tuán)對其生物活性有極大的影響，而這些官能團(tuán)往往可以通過一定的化學(xué)方式進(jìn)行添加或消除，所以多糖中官能團(tuán)的改造已成為研究多糖構(gòu)效關(guān)系的有力手段。常用于多糖官能團(tuán)改造的方法有降解、羧甲基化、硫酸酯化、乙?；?、烷基化、磷酸酯化、二乙基氨基乙基化、碘化和氨化等。對不同的多糖來說，不同官能團(tuán)改選方法對其生物活性的影響各不相同，除了大多數(shù)硫酸酯化多糖具有明顯的抗病毒作用外，其他官能團(tuán)對多糖生物活性的影響尚無規(guī)律可循，這無形之中增加了多糖構(gòu)效關(guān)系研究的難度。多糖的高級結(jié)構(gòu)與其生物活性的關(guān)系至今尚不十分清楚，但高級結(jié)構(gòu)比一級結(jié)構(gòu)在活性方面起更大的決定作用，學(xué)者對于這一觀點(diǎn)是達(dá)成共識的。有些多糖具有相同的一級結(jié)構(gòu)，但活性大不相同，這主要是由其高級結(jié)構(gòu)的差別引起的。應(yīng)用前景應(yīng)用真菌多糖以其多方面的生物活性和安全無毒副作用而備受青睞，人們近年來開始重視真菌多糖的開發(fā)，國內(nèi)外對真菌多糖的開發(fā)利用發(fā)展很快。由于其顯著的生物活性，且?guī)缀鯖]有任何毒副作用，所以許多真菌多糖被用作保健食品的功能添加劑。研制出一系列藥品和保健品，在傳統(tǒng)的丸、湯劑基礎(chǔ)上又開發(fā)了針劑、沖劑、片劑、膠囊、糖漿乃至保健口服液、飲品、速溶茶、酒飲料等各種產(chǎn)品。目前市場上投放的真菌多糖類保健品有上百種之多。如真菌多糖啤酒已在我國問世。真菌多糖作為保健食品和藥品已為人們所認(rèn)識，人們已開始重視真菌多糖的開發(fā)，尤其在生物活性方面。國際上食、藥用真菌的醫(yī)療保健品走俏，正朝抗癌、增壽、強(qiáng)身、益智、美容以及提高免疫力和防止衰老等為特點(diǎn)的系列制品開發(fā)。茯苓多糖已制成片、針劑用于臨床，為癌癥化療的輔助治療劑，并已成為治療慢性乙型肝炎的良藥之一。隨著對食藥用真菌多糖生物活性研究的深入，食藥用真菌多糖的應(yīng)用也取得一定的進(jìn)展。泰山制藥廠生產(chǎn)的靈芝多糖口服液已經(jīng)證實能使老齡小鼠紅細(xì)胞、肝、腦組織中SOD活性增高，使心、肝組織中MDA含量減少，具有良好的抗衰老作用。該口服液還可使環(huán)磷酰胺所致的免疫抑制的小鼠免疫功能恢復(fù)至接近正常水平，具有一定的免疫調(diào)節(jié)作用。PSP（云芝糖肽）是從藥用真菌云芝深層培養(yǎng)菌絲體中提取的結(jié)合蛋白多糖，具有抑制腫瘤，調(diào)節(jié)免疫，降低放、化療毒副反應(yīng)等多種藥理作用，并有抗艾滋病毒活性。1998年P(guān)SP已被國家衛(wèi)生部批準(zhǔn)為國家II類新藥。江蘇常州市第三人民醫(yī)院自行研制的復(fù)方冬草口服液，經(jīng)研究證實具有良好的抗炎護(hù)肝、抗纖維化作用，并且可抑制病毒的復(fù)制，具有一定的臨床療效。右江民族醫(yī)學(xué)院研制的免疫口服液