真菌多糖構(gòu)效關(guān)系的研究進展

呂艷秋　梁雪　付月

【摘 要】 真菌多糖具有豐富的生物活性，而結(jié)構(gòu)決定活性。對真菌多糖構(gòu)效關(guān)系的研究已成為焦點。本文綜述了真菌多糖的組分類型、結(jié)構(gòu)、構(gòu)效關(guān)系幾個方面，期望能為真菌多糖的開發(fā)與利用提供理論依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】 真菌 多糖 構(gòu)效關(guān)系

在我國真菌有著悠久的栽培歷史，且資源豐富，是找尋新藥物的寶貴資源庫。早在東漢末期的《神農(nóng)本草經(jīng)》中就有茯苓、靈芝等真菌藥物藥效的相關(guān)記載;明代著名醫(yī)學(xué)家李時珍在《本草綱目》中收載了20多種真菌[1]。真菌多糖是從真菌子實體、菌絲體和發(fā)酵液中提取分離出的一種高分子多聚物，由10個以上的單糖通過α- 糖苷鍵或 β- 糖苷鍵連接而成的活性多糖[2]。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，真菌多糖具有抗氧化、抗腫瘤、抗病毒、抗凝血、降血脂血糖及免疫調(diào)節(jié)等生物活性，現(xiàn)已成為藥物和食品保健開發(fā)的熱門。真菌多糖的生物活性與其結(jié)構(gòu)有著密切關(guān)系，因此對真菌多糖構(gòu)效關(guān)系的研究已受到各科研領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。

1 真菌多糖的組分類型

近年報道的真菌多糖的類型主要有以下幾種：①葡聚糖? 真菌多糖中的主要構(gòu)成部分，由β-1，3糖苷鍵作為主鏈，支鏈為β-1，6 糖苷鍵連接而成，如香菇多糖等;②甘露聚糖? 其主鏈以α-糖苷鍵為主要連接方式，如蟲草多糖是α-1，2糖苷鍵連接，靈芝多糖是α-1，4糖苷鍵連接;③雜多糖? 其主鏈與支鏈以α- 糖苷鍵或 β- 糖苷鍵連接，形式復(fù)雜，如金頂側(cè)耳是主鏈以α-1，6糖苷鍵，支鏈以α-1，2糖苷鍵連接的，香菇（柄）多糖的鍵型是主鏈β-1，3，支鏈β-1，6和β-1，3;④糖蛋白和多糖肽通用的做法是對糖復(fù)合物進行酶解脫除核酸和蛋白后對糖鏈進行分析，如蛹蟲草菌多糖主鏈為β-1，2，支鏈為β-1，6吡喃半乳糖和β-1，2呋喃半乳糖鏈[3]。

2 真菌多糖的結(jié)構(gòu)分析

真菌多糖的結(jié)構(gòu)如同核酸和蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)一樣，分為4極：一級結(jié)構(gòu)包括主鏈性質(zhì)（糖單元的組成、連接方式及連接順序）和支鏈性質(zhì)（有無分支及分支類型、長短、位置）;二級結(jié)構(gòu)指多糖主鏈間以氫鍵形成的有規(guī)則的構(gòu)像;以二級結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，由于糖單位間的非共價鍵相互作用而導(dǎo)致有序且粗大的構(gòu)像，即為多糖的三、四級結(jié)構(gòu)[4]。真菌多糖的結(jié)構(gòu)有四種構(gòu)型：可拉伸帶狀、卷曲螺旋狀、皺紋狀、不規(guī)則卷曲狀。

3 真菌多糖的構(gòu)效關(guān)系

3.1主鏈構(gòu)型、糖單元與糖苷鍵。多糖主鏈糖單元的組成決定了多糖的種類，不同種類的多糖，其生物學(xué)活性差異較大。香菇多糖、裂褶多糖均具有葡聚糖主鏈結(jié)構(gòu)，二者都具有抗腫瘤作用及提高細胞免疫及體液免疫功能。其它種類的糖單元組成對多糖的生物活性也有影響，銀耳多糖主鏈為 α-（1→3）糖苷鍵連接的甘露聚糖，具有抗腫瘤、免疫調(diào)節(jié)、抗凝血等作用[5]。實驗證明，在多糖骨架鏈上（1→3）連接的β-D- 葡聚糖，往往具有抗腫瘤活性。主鏈構(gòu)型的不同也會導(dǎo)致其生物活性的差異。對于葡聚多糖而言，α-葡聚糖一般沒有活性，而大多數(shù)具有抗腫瘤活性的多糖都具有β-（1→3）-D-葡聚糖的主鏈結(jié)構(gòu)。

3.2 支鏈長度、分支度與位置。帶支鏈的菌多糖抗腫瘤的生物活性取決于支鏈化的程度，支鏈化程度超過 4 個糖單元時，就會失去生物活性。支鏈化程度越大，生物活性越弱[6]。分支度（degree of branch， DB）是指平均每個單糖單位所具有的分支數(shù)目，亦稱取代度。分支度不同，其表現(xiàn)出的生物活性也不同，分支度是真菌多糖達到一定生物活性的關(guān)鍵。如活性多糖β-（1→3）-D-葡聚糖，分支度在0.2～0.33時生物活性較強。支鏈的位置也影響多糖的活性。硫酸化多糖硫酸軟骨素 B 的抗凝血活性取決于硫酸取代基的位置，如果將取代基的位置改變， 則其抗凝血活性完全喪失[7]。

3.3 結(jié)構(gòu)修飾。真菌多糖生物活性的發(fā)揮與其結(jié)構(gòu)有關(guān)，很多研究發(fā)現(xiàn)多糖生物活性經(jīng)化學(xué)修飾后明顯增強或產(chǎn)生新的活性。常見修飾方法有乙?；⑼榛?、氧化、硫酸化、硒化、部分水解、磷酸化、羧甲基化、雙基團衍生化等[8]，其中硫酸化和羧甲基化應(yīng)用得最為廣泛。當(dāng)然，隨著生物學(xué)的快速發(fā)展，基因工程技術(shù)也在多糖的修飾方面得到廣泛應(yīng)用，如酶解法。物理方面應(yīng)用超聲波、γ- 射線等也可對多糖結(jié)構(gòu)進行修飾，都相應(yīng)的對其生物活性有所改變[9]。

除了以上幾種對真菌多糖生物活性有相應(yīng)的改善外，真菌多糖自身的理化性質(zhì)也對其生物活性有一定的影響。一般在100- 200kD之間的多糖片段生物活性較高，而相同來源的分子量在 5～10kD之間的多糖片段無生物活性。多糖的活性還與其粘度、溶解性等理化性質(zhì)有關(guān)。對于真菌多糖構(gòu)效關(guān)系的研究，還需有待于加強多糖構(gòu)像、大分子間相互作用的影響、金屬離子、多糖活性中心的研究工作，來有目的的改造真菌多糖，改善真菌多糖的活性，為人類的健康做出更大的貢獻。

【參考文獻】

[1] 胡順珍，賈樂. 食藥用真菌多糖構(gòu)效關(guān)系研究進展[J]. 生物技術(shù)通報，2007，04：42-45.

[2] 朱建華，楊曉泉.真菌多糖研究進展—— 結(jié)構(gòu)、特性及制備方法[J].中國食品添加劑 ， 2005， （6）： 75-80.

[3] 肖盛元，郭順星.國內(nèi)真菌多糖結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀[J].天然產(chǎn)物的研究與開發(fā)， 2000， 12 （2）：81-86.

[4] 王兆梅，李琳，郭祀遠，等. 活性多糖構(gòu)效關(guān)系研究評述[J].現(xiàn)代化工，2002，22（08）：18-22.

[5] Mulloy B， Mourao PAS， Gray E.Journal of Biotechnology， 2000， 77（1） ： 123～135.

[6] 王超英，呂金順，鄧芹英.菌類多糖的生物活性與結(jié)構(gòu)關(guān)系.天水師范學(xué)院學(xué)報，2001，21（5）：18-21.

[7] 黃卉，王弘，劉欣. 多糖的構(gòu)效關(guān)系研究進展[J]. 廣州食品工業(yè)科技，2004，20（03）：159-162.

[8] 孟思彤，徐艷芝，王振月. 多糖的化學(xué)修飾對其生物活性影響研究進展[J]. 天然產(chǎn)物研究與開發(fā)， 2014，26：1901-1905.

[9] 譚 西，周 欣，陳華國. 多糖結(jié)構(gòu)修飾研究進展[J].食品工業(yè)科技，2018，10.

作者簡介：呂艷秋（1989-）女，蒙古族，籍貫：吉林鎮(zhèn)賚，學(xué)歷：在讀碩士研究生，單位：長春師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，研究方向：植物生理生態(tài)