化學(xué)修飾對(duì)多糖結(jié)構(gòu)與生物活性影響的研究進(jìn)展

李文婧，張晨，李大鵬

（山東農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，山東省高校食品加工技術(shù)與質(zhì)量控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 泰安 271018）

多糖是一類由10個(gè)以上的單糖通過(guò)糖苷鍵連接而成的生物大分子，分子量可達(dá)到數(shù)萬(wàn)甚至數(shù)百萬(wàn)Da[1]。天然多糖采用熱水浸提法、堿提取法和發(fā)酵法等方法[2]，主要來(lái)源于植物、真菌和細(xì)菌的細(xì)胞壁或細(xì)胞膜[3]。近年來(lái)，多糖因具有抗氧化、抗腫瘤、保肝、降血糖、抑菌、消炎、抗病毒和免疫調(diào)節(jié)等多種生物活性，在食品、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域日益引起人們的廣泛關(guān)注[4]。

研究表明，多糖的化學(xué)成分、結(jié)構(gòu)和構(gòu)象在很大程度上決定其生物活性[5-6]。然而，許多天然多糖不具備或僅表現(xiàn)出一定的生物活性。因此，對(duì)多糖分子進(jìn)行修飾改變其結(jié)構(gòu)和構(gòu)象進(jìn)而增強(qiáng)其生物活性尤為重要。目前，常見的多糖化學(xué)修飾的方法有硫酸化、磷酸化、羧甲基化、乙?；?、甲基化和硒化等。研究表明，化學(xué)修飾能夠改善多糖的生物活性，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍[7]，成為多糖功能活性領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

本文綜述了近年來(lái)多糖化學(xué)修飾的方法、結(jié)構(gòu)表征及其對(duì)生物活性的影響，為多糖的功能活性研究和應(yīng)用提供一定的參考。

1 化學(xué)修飾方法及結(jié)構(gòu)表征

化學(xué)修飾是指運(yùn)用化學(xué)手段對(duì)多糖結(jié)構(gòu)進(jìn)行修飾，通過(guò)引入不同的活性基團(tuán)來(lái)獲得具有不同生物活性的多糖衍生物，其修飾的對(duì)象通常為提純后的粗多糖[8]。目前常采用的方法為硫酸化、羧甲基化、乙酰化、硒化和磷酸化修飾?；瘜W(xué)修飾會(huì)使原多糖的羥基替換成硫酸基團(tuán)、羧甲基、乙?；?、硒酯基或磷酸基團(tuán)等目標(biāo)基團(tuán)，單糖構(gòu)成比例、分子量和形貌特征等也隨之改變。

1.1硫酸化修飾

硫酸化修飾是指將硫酸基團(tuán)引入到多糖鏈的某些羥基上，該方法能夠改變多糖的水溶性和生物活性，廣泛應(yīng)用于多糖分子的改性中[9]，反應(yīng)如圖1[10]所示。常見的修飾方法有氯磺酸-吡啶法、濃硫酸法和三氧化硫-吡啶法。其中，氯磺酸-吡啶法具有較高的取代度（degree of substitution，DS）和產(chǎn)率，回收方便等優(yōu)點(diǎn)，是制備硫酸化多糖最常見的方法。Xu等[11]對(duì)硫酸化改性的迷果芹多糖進(jìn)行研究，根據(jù)響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果、實(shí)際生產(chǎn)情況和操作的方便性采用以下條件：氯磺酸（chlorosulfonic acid，CSA）與吡啶（pyridine，Pyr）體積比為1.3∶1，反應(yīng)持續(xù)時(shí)間為3.4 h，以及反應(yīng)溫度為65℃，DS為0.99。Xiao等[12]在濃硫酸和正丁醇體積比為3∶1時(shí)，成功制備了硫酸化牡丹籽粕多糖，且具有較強(qiáng)抗氧化能力。Guo等[13]采用三氧化硫-吡啶法對(duì)青稞 β-葡聚糖（tibetan hulless barley，THB）硫酸化修飾，通過(guò)響應(yīng)面法研究最佳反應(yīng)條件，結(jié)果表明當(dāng)SO3-Pyr與THB之比為16.88 g/g，反應(yīng)時(shí)間為2.03 h，反應(yīng)溫度為57.54℃時(shí)，最佳DS為0.59。傅里葉變換紅外光譜（Fourier-transform infrared spectroscopy，F(xiàn)TIR）和紫外光譜可以對(duì)硫酸化多糖進(jìn)行定性分析。FTIR表明，硫酸化改性后會(huì)在1 260 cm-1（S-O）附近、820 cm-1（C-O-S）附近和588 cm-1（O-S-O）附近出現(xiàn)3個(gè)新的吸收峰[14]。紫外光譜中218、264、268、286 nm處的吸收峰也表明-S-O-和-SO2的存在，證明羥基轉(zhuǎn)化為-OSO3H基團(tuán)[15]。而核磁共振（nuclear magnetic resonance，NMR）譜可以對(duì)修飾后多糖的酯化位置做出準(zhǔn)確判斷。硫酸化南瓜多糖13CNMR表明，由于硫酸基團(tuán)的引入產(chǎn)生了多個(gè)新的共振峰，其中C6和C1向高場(chǎng)移動(dòng)，DS越高，吸引電子的能力越強(qiáng)，碳原子發(fā)生的化學(xué)位移越明顯[16]。同時(shí)，掃描電鏡（scanning electron microscopy，SEM）下觀察到仙草多糖呈片狀，表面光滑，而修飾后有許多類孔結(jié)構(gòu)，形態(tài)更加分散，呈現(xiàn)卷曲狀態(tài)[17]。

圖1 多糖的硫酸化修飾反應(yīng)示意圖Fig.1 Schematic diagram of sulfated modification of polysaccharides

1.2 羧甲基化修飾

羧甲基化修飾法是指將多糖殘基上的某些羥基替換成羧甲基，多糖的羧甲基化修飾反應(yīng)示意圖見圖2[10]。經(jīng)羧甲基修飾后，原多糖的構(gòu)象發(fā)生改變，水溶性和生物活性得以提高[18]。主要方法有溶媒法和水媒法。

水媒法有多種副作用，醚化劑利用率低，后處理困難等缺點(diǎn)，應(yīng)用較少。溶媒法反應(yīng)均勻，傳熱傳質(zhì)快，副反應(yīng)少，較廣泛地應(yīng)用于羧甲基改性。主要方法為多糖粉末懸浮于有機(jī)溶劑中，堿性條件下與氯乙酸發(fā)生醚化反應(yīng)[19]。C.Muthukumaran等[20]采用響應(yīng)面試驗(yàn)對(duì)果膠的羧甲基化反應(yīng)條件進(jìn)行優(yōu)化，結(jié)果表明，乙醇濃度80%、NaOH濃度38%、氯乙酸（chloroacetic acid，CAA）濃度8.5%、時(shí)間60 min下DS最大值為0.496。羧甲基修飾同樣會(huì)改變多糖的結(jié)構(gòu)特性，F(xiàn)TIR譜中在1 600、1 420、1 330 cm-1附近出現(xiàn)了強(qiáng)吸收峰，證明-COO的存在[21]。大蒜多糖NMR顯示，由于羧基中C=O和-CH2COO-中亞甲基的振動(dòng)，化學(xué)位移在177.73和70.23處，會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)新峰[22]。

圖2 多糖的羧甲基化修飾反應(yīng)示意圖Fig.2 Schematic diagram of carboxymethylation modification of polysaccharides

1.3 乙酰化修飾

乙?；揎棇⒍嗵侵ф溕系牧u基酯化成乙?；?，導(dǎo)致多糖鏈的空間排列改變，致使更多的羥基暴露[23]，因此，可以顯著改善多糖的水溶性和疏水性[24]。多糖的乙?；揎椃磻?yīng)示意圖見圖3[10]。

圖3 多糖的乙?；揎椃磻?yīng)示意圖Fig.3 Schematic diagram of acetylation modification of polysaccharides

乙酸酐-吡啶法以甲酰胺、甲醇、二甲基亞砜（dimethyl sulfoxide，DMSO）等作為反應(yīng)溶劑，乙酸酐和乙酸為乙?；噭?，吡啶、4-二甲基氨基吡啶（4-dimethylaminopyridine，DMAP）和N-溴代丁二酰亞胺（N-bromosuccinimide，NBS）為催化劑[25-26]。王警等[27]從龍眼中通過(guò)水提醇沉法提取多糖，經(jīng)響應(yīng)面試驗(yàn)優(yōu)化乙?；揎椆に嚄l件：乙酸酐-多糖比為10.2∶1、反應(yīng)溫度42℃、反應(yīng)時(shí)間30 min，DS為0.443。隨著乙?；囊?，多糖的FT-IR譜、NMR譜和SEM等發(fā)生改變，1 745 cm-1附近C=O伸縮振動(dòng)、1 238 cm-1附近CO-C伸縮振動(dòng)和1 375 cm-1附近—CH3對(duì)稱伸縮振動(dòng)明顯增強(qiáng)，且DS越高，振動(dòng)越強(qiáng)[28]。與苦瓜多糖13CNMR相比，由于乙酰基取代了糖環(huán)的某些位置，對(duì)多糖糖環(huán)的碳原子產(chǎn)生了新的影響，因此化學(xué)位移在177.48、124.6、65.90 和 50.27 處出現(xiàn)新的共振峰[29]。蛹蟲草多糖呈現(xiàn)片狀或鏈狀，而修飾后多糖出現(xiàn)了大量密集的粒狀團(tuán)聚體[30]。

1.4 硒化修飾

硒化修飾是指將硒引入多糖并增強(qiáng)其生物活性的一種有效方法。硒化多糖能發(fā)揮多糖和硒的多重功效，其活性遠(yuǎn)高于硒或多糖，更有利于機(jī)體吸收利用[31]。多糖的硒化修飾反應(yīng)示意圖見圖4[32]。

圖4 多糖的硒化修飾反應(yīng)示意圖Fig.4 Schematic diagram of selenylation modification of polysaccharides

硒化多糖的方法有：硝酸-亞硒酸鈉（nitric acid sodium selenite，NA-SS）、硝酸-硒酸（nitric acid-selenous acid，NA-SA）、冰醋酸-硒酸（glacial acetic acidselenous acid，GA-SA）、冰醋酸亞硒酸鈉（glacial acetic acid sodium selenite，GA-SS）和氧氯化硒（selenium oxychloride，SOC）[33]。其中，氧氯化硒法的硒化試劑制備困難，且硒化過(guò)程中會(huì)釋放大量有毒氣體，應(yīng)用受限。而NA-SS法反應(yīng)條件簡(jiǎn)單、硒化效率高，常被用來(lái)進(jìn)行硒化修飾。Gao等[33]分別采用NA-SS、NA-SA、GA-SA和GA-SS方法制備硒化大蒜多糖，其中NA-SS法硒化效率最高。Chen等[34]用NA-SS法得到了含硒量為478.17 μg/g的硒化黨參果膠多糖，體外實(shí)驗(yàn)證明硒化修飾可顯著提高原多糖的抗腫瘤活性。硒化修飾過(guò)程中，Na2SeO3優(yōu)先與半縮醛羥基C6-OH反應(yīng)，Se主要以Se酯的形式存在。FTIR光譜中，600 cm-1～700 cm-1和850 cm-1～900 cm-1處的兩個(gè)新的吸收峰分別對(duì)應(yīng)C-O-Se不對(duì)稱伸縮振動(dòng)和Se=O不對(duì)稱伸縮振動(dòng)[35]。但少數(shù)情況下，會(huì)在600 cm-1～700 cm-1（O-Se-C）和1 010 cm-1～1 040 cm-1（O-Se-O）附近出現(xiàn)新的吸收峰[33，36]。13C NMR譜圖表明，硒化修飾粒毛盤胞外多糖在62.54 ppm處出現(xiàn)新峰，表明是O-6取代碳，在O-6處發(fā)生反應(yīng)，同時(shí)，硒化多糖中C-6峰仍然存在，表明在C-2、C-3位置上的OH基團(tuán)并未被硒化[37]。同時(shí)，硒化修飾也會(huì)改變多糖表面形貌。比如，馬尾藻多糖有許多片狀結(jié)構(gòu)，外觀粗糙，而修飾后產(chǎn)生許多不規(guī)則小孔[38]。百合多糖表面有很多小凸起，而硒化后呈片狀或碎片狀堆積，表面形貌光滑[36]。

1.5 磷酸化修飾

磷酸化修飾是指多糖中的羥基被磷酸基團(tuán)取代，由于帶電磷酸基團(tuán)的引入，多糖的某些活性發(fā)生改變，水溶性增強(qiáng)[39]。多糖的硒化修飾反應(yīng)示意圖見圖5[16]。

圖5 多糖的硒化修飾反應(yīng)示意圖Fig.5 Schematic diagram of phosphorylation modification of polysaccharides

常采用磷酸及其酸酐、三氯氧磷和磷酸鹽進(jìn)行磷酸化修飾[39-41]。Deng等[39]將竹蓀多糖溶于含有尿素的DMSO中，與磷酸溶液反應(yīng)得到白色磷酸化多糖，產(chǎn)率為24.8%。Chen等[41]用POCl3-吡啶法對(duì)南瓜多糖進(jìn)行了修飾，通過(guò)改變反應(yīng)溫度和POCl3的量，分別獲得了DS為0.01和0.02磷酸化南瓜多糖，整個(gè)過(guò)程多糖未發(fā)生明顯降解。Jiang等[42]以孔石莼多糖為對(duì)象，采用三聚磷酸鈉和三偏磷酸鈉為磷酸化試劑，修飾后磷含量可達(dá)10.47%。磷酸基團(tuán)引入后，F(xiàn)T-IR譜中會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)新的吸收峰，分別為C-O-P在1 000 cm-1～800 cm-1范圍內(nèi)對(duì)稱伸縮振動(dòng)和P=O在1 300 cm-1～1 200 cm-1范圍內(nèi)不對(duì)稱伸縮振動(dòng)[43]。磷酸化大蒜多糖的13C NMR中發(fā)現(xiàn)70 ppm～80 ppm分裂出新峰，說(shuō)明反應(yīng)在C2、C3、C5；同時(shí)，31P NMR中也出現(xiàn)了3個(gè)新峰，說(shuō)明多糖中3個(gè)不同位置的羥基被磷酸基團(tuán)取代[44]。磷酸化修飾同樣會(huì)改變多糖表面形貌。如，黨參多糖修飾前表面光滑，有不規(guī)則和交錯(cuò)的條紋，而修飾后表面粗糙不平，且有很多凸起的球體[45]。

1.6 其它方法

羥丙基化修飾是指將多糖鏈上的羥基取代為羥丙基，具有簡(jiǎn)單、低成本、無(wú)毒等優(yōu)點(diǎn)[46]。Liu等[47]以環(huán)氧丙烷為試劑，制備了羥丙基靈芝多糖，可顯著提高多糖的水溶性和抗氧化活性?；酋；揎検侵笇⒍嗵巧系哪承┝u基被磺?；〈?。張強(qiáng)[48]以茯苓多糖為原材料，苯磺酰氯為磺?；噭?，DMSO為溶劑，磺?；苌锏寐蕿?2%，具且有較好的自由基清除能力。

2 化學(xué)修飾對(duì)多糖生物活性的影響及其構(gòu)效關(guān)系

化學(xué)修飾可以改善原多糖的生物活性。但往往由于在水溶性、分子量（molecular weight，Mw）、DS、糖醛酸含量、主鏈的糖苷分支和構(gòu)象存在差異，其衍生物的生物活性不同[49]。迄今為止，多糖結(jié)構(gòu)與生物活性關(guān)系的報(bào)道較少。由于結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和生物活性的多樣性，化學(xué)修飾多糖的構(gòu)效關(guān)系研究仍然面臨著巨大的挑戰(zhàn)。不同化學(xué)修飾方法后多糖的生物活性變化見表1。

表1 不同化學(xué)修飾方法后多糖的生物活性變化Table 1 Biological activity changes of polysaccharides after different chemical modification

2.1 抗氧化活性

多糖的組成、Mw、糖醛酸和蛋白質(zhì)含量等都可以影響多糖的抗氧化活性[60]。馬尾藻多糖硫酸化后可顯著提高原多糖自由基清除活性，且在低DS和Mw時(shí)清除活性最強(qiáng)[39]。與迷果芹多糖相比，其硫酸化衍生物Mw較低且部分羥基被取代成-OSO3H，在DPPH自由基、羥基自由基、超氧自由基和還原力測(cè)定中表現(xiàn)出較好的抗氧化活性[11]。而多糖具有較高的糖醛酸或蛋白質(zhì)含量更容易貢獻(xiàn)出氫原子，具有更好的抗氧化活性[61]。馬尾藻多糖及其硒化衍生物具有相似的半乳糖醛酸和葡萄糖醛酸含量，但硒化衍生物具有更強(qiáng)的抗氧化活性，說(shuō)明硒在提高抗氧化活性方面發(fā)揮了關(guān)鍵的作用[40]。大蒜多糖經(jīng)羧甲基修飾后，由于糖含量的增加，表現(xiàn)出更強(qiáng)的DPPH自由基和超氧自由基清除活性[22]。乙酰基的存在導(dǎo)致-OH鍵解離能較弱，致使乙?；嗵窍虺蹶庪x子提供氫的能力更強(qiáng)。通過(guò)DPPH自由基和β-胡蘿卜素-亞油酸模型體系對(duì)乙酰化青錢柳多糖進(jìn)行抗氧化活性評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)低DS的衍生物兩種自由基清除活性最高，分別達(dá)到了（93.55±1.82）%和（74.20±3.62）%[24]。南瓜多糖磷酸化后表現(xiàn)出較強(qiáng)的羥基自由基和超氧自由基清除活性，由于還原能力與糖含量有關(guān)，修飾后總糖含量下降，因而還原能力降低[41]。

2.2 免疫調(diào)節(jié)活性

免疫活性是機(jī)體抵抗病原體的一種特性，巨噬細(xì)胞存在于機(jī)體的各個(gè)組織中，發(fā)揮著重要作用[62]。硫酸化和乙酰化青錢柳多糖對(duì)小鼠單核巨噬細(xì)胞白血病細(xì)胞（RAW264.7）的增殖有明顯的促進(jìn)作用，吞噬活性和細(xì)胞因子TNF-a、IL-1β和IL-6水平均增強(qiáng)[63-64]。硫酸化青錢柳多糖免疫活性因DS不同而有所差異，0.45 DS的硫酸化衍生物主要促進(jìn)T淋巴細(xì)胞的增殖，而0.15 DS主要促進(jìn)B淋巴細(xì)胞的增殖[52]。硒化多糖的免疫增強(qiáng)活性與其硒含量和碳水化合物含量比例有關(guān)，具有適當(dāng)比例的硒化百合多糖促進(jìn)淋巴細(xì)胞增殖，提高 IL-2、IL-6、IFN-γ 的含量和血清抗體滴度[36]。茯苓多糖羧甲基修飾后，可以促進(jìn)RAW264.7細(xì)胞NO釋放和細(xì)胞因子分泌[65]。免疫抑制也是一種常見的現(xiàn)象，化學(xué)修飾多糖可作為免疫調(diào)節(jié)劑，增強(qiáng)機(jī)體免疫力。磷酸化川牛膝根多糖顯著增加了血清免疫球蛋白濃度，促進(jìn)脾細(xì)胞增殖和腹腔巨噬細(xì)胞吞噬作用，增加T細(xì)胞亞群比例，可有效克服環(huán)磷酰胺誘導(dǎo)的免疫抑制[66]。

2.3 抗腫瘤

大量研究表明，多糖及其衍生物通過(guò)誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡和阻斷細(xì)胞周期直接抑制或殺死腫瘤細(xì)胞[58，65]。落葉松阿拉伯半乳聚糖經(jīng)硫酸化修飾后，DS為0.8的衍生物對(duì)HepG-2細(xì)胞抑制效果最強(qiáng)，DS為0.72的衍生物對(duì)A549和MCF-7細(xì)胞抑制作用最好，表明適當(dāng)?shù)牧蛩峄疍S可以提高多糖的體外抗腫瘤活性[51]。竹蓀多糖無(wú)抑制腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)作用，引入磷酸基團(tuán)后對(duì)MCF-7和B16細(xì)胞表現(xiàn)出明顯的抑制作用[39]。乙?；湺肴榫厶强梢哉T導(dǎo)胰腺癌細(xì)胞凋亡，抑制BxPC-3和PANC-1細(xì)胞增殖[58]。嗜酸乳桿菌肽聚糖及硒化衍生物均可抑制HT-29細(xì)胞增殖，且硒化衍生物抑制和誘導(dǎo)凋亡的能力更強(qiáng)，說(shuō)明硒在增強(qiáng)多糖抗腫瘤活性上發(fā)揮著重要意義[67]。羧甲基化茯苓多糖能有效抑制HT-29和SGC-7901細(xì)胞增殖，抑制率可分別達(dá)到84%和96%[65]。機(jī)體的氧化狀態(tài)和免疫狀態(tài)與腫瘤的發(fā)生也密切相關(guān)。多糖及其衍生物能清除體內(nèi)的多余的自由基，避免核酸損傷，有效抑制腫瘤細(xì)胞的增殖[67]。引入帶負(fù)電荷的磷酸基團(tuán)可以與免疫細(xì)胞表面的受體高度結(jié)合并有效激活免疫應(yīng)答，從而使磷酸化多糖產(chǎn)生抗腫瘤活性[68]。羧甲基和硫酸基團(tuán)通過(guò)靜電和氫鍵作用與免疫細(xì)胞受體結(jié)合，增強(qiáng)免疫反應(yīng)，抑制腫瘤細(xì)胞增殖[69]。同時(shí)，抑制腫瘤組織血管的生成也是多糖及其衍生物發(fā)揮抗腫瘤活性的重要途徑。硫酸化茶藨子木層孔菌葡聚糖能顯著降低腫瘤組織中微血管密度的平均數(shù)量，抑制血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子的表達(dá)，表現(xiàn)出很好的抗腫瘤活性[55]。

2.4 降血糖

目前市面上降血糖的藥物雖具有很好的效果，但價(jià)格偏高，且副作用大，因此急需開發(fā)有效無(wú)毒的新型藥物[70]。研究表明，鏈脲佐菌素誘導(dǎo)的糖尿病小鼠體內(nèi)注射硒化苦瓜多糖能顯著提高自身體重和胰島素水平，降低空腹血糖水平，同時(shí)可顯著提高糖尿病小鼠體內(nèi)谷胱甘肽過(guò)氧化物酶（glutathione peroxidase，GSH-Px），超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）和過(guò)氧化氫酶（catalase，CAT）中丙二醛（malondialdehyde，MDA）、甘油三酯（triglycerides，TG）和膽固醇（cholesterol，CHO）水平，預(yù)防細(xì)胞損傷[71]。

抑制α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶兩種消化酶的活性可有效降低血糖水平，是治療II型糖尿病的有效方式。硒化和硫酸化馬尾藻多糖對(duì)α-葡萄糖苷酶抑制活性高于原多糖，且硫酸化衍生物DS越高，對(duì)IRHepG2細(xì)胞中葡萄糖消耗促進(jìn)作用越強(qiáng)[14，39]。粒毛盤菌胞外多糖經(jīng)硫酸化和羧甲基化修飾后，對(duì)α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶抑制活性顯著增強(qiáng)，有效抑制葡萄糖的擴(kuò)散，同時(shí)，羧甲基衍生物的DS和Mw越高，降血糖活性越強(qiáng)[53]。

2.5 抗凝血

據(jù)報(bào)道，硫酸化多糖具有抗凝血和抗血栓作用，且無(wú)毒無(wú)害[50]。除高硫酸酯含量外，與目前常見的抗凝劑肝素沒(méi)有結(jié)構(gòu)上的同源性[72]。強(qiáng)負(fù)電荷的硫酸基團(tuán)可以與凝血因子上帶正電荷的氨基酸殘基作用，且高DS的硫酸化多糖可以增加負(fù)電荷密度，使其中和更多的氨基酸殘基，表現(xiàn)出更強(qiáng)的抗凝血活性[73]。但過(guò)高的DS可能破壞某些原多糖的三螺旋結(jié)構(gòu)，進(jìn)而削弱其抗凝血活性，表明DS是影響抗凝血活性的重要參數(shù)[50]。此外，Mw和鏈構(gòu)象等對(duì)抗凝血活性也有影響[74]。同時(shí)，磷酸化和羧甲基化多糖也是一種潛在的抗凝血藥物[75]。與金烏賊墨汁多糖相比，羧甲基化和磷酸化衍生物表現(xiàn)出更強(qiáng)的抗凝血活性，且羧甲基衍生物在延長(zhǎng)凝血活酶時(shí)間（partial thromboplastin time，APTT）和凝血酶時(shí)間（thrombin time，TT）方面比磷酸化衍生物更有效[75]。

2.6 抗病毒

天然多糖活性較弱或不具有抗病毒活性，而化學(xué)修飾后可顯著提高其抗病毒活性[76]。硫酸化修飾麥冬多糖能顯著提高新城疫病毒（newcastle disease virus，NDV）感染雞胚成纖維細(xì)胞的抗病毒能力。硫酸基團(tuán)是一種多聚陰離子，研究發(fā)現(xiàn)不同的添加方式對(duì)其抗病毒效果產(chǎn)生不同影響。在預(yù)先加入多糖的模式下，硫酸多糖的聚陰離子可以與受體細(xì)胞表面正電荷結(jié)合，干擾病毒吸附；在后添加多糖模式下，聚陰離子可以阻斷病毒蛋白的合成，影響病毒表達(dá)時(shí)的跨膜和細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)；在同時(shí)添加混合后的病毒和多糖模式下，聚陰離子可以直接殺死病毒或與病毒分子結(jié)合，從而阻礙病毒的吸附或抑制病毒的逆轉(zhuǎn)錄酶[77]。磷酸化黨參多糖增加了鴨肝炎病毒（duck hepatitis virus，DHV）組織半數(shù)感染量（tissue culture infective dose，TCID50），抑制了病毒的復(fù)制，增加了感染DHV-1病毒的鴨胚胎肝細(xì)胞的存活率，抗DHAV病毒活性遠(yuǎn)高于原多糖[45]。同時(shí)，研究表明磷酸化川牛膝多糖的抗病毒活性與其磷酸基團(tuán)含量有關(guān)[43]。

2.7 抑菌活性

多糖具有延緩油脂氧化和抑制微生物的腐敗的作用，可有效地控制食品的品質(zhì)。牡丹籽粕多糖及其硫酸化、羧甲基化和磷酸化衍生物均能抑制鼠傷寒沙門氏菌的生長(zhǎng)，其中硫酸化和羧甲基化衍生物表現(xiàn)出更強(qiáng)的抑菌能力[78]。具有適當(dāng)DS和穩(wěn)定三螺旋結(jié)構(gòu)的羧甲基化梭柄松苞菇多糖對(duì)大腸桿菌、傷寒沙門氏菌、金黃色葡萄球菌和枯草芽孢桿菌均表現(xiàn)出良好的抑制作用[18]。滸苔降解多糖經(jīng)硒化修飾后，對(duì)大腸桿菌、枯草桿菌、沙門氏菌和蘋果炭疽菌均具有顯著的抑制作用，具有較好的抗真菌和細(xì)菌活性[79]。

2.8 抗衰老

衰老是機(jī)體組織和器官隨年齡增加而發(fā)生不可逆退化的過(guò)程，而多糖對(duì)延緩衰老具有重要作用。瓜萎皮多糖及其磷酸化衍生物能顯著提高D-gal誘導(dǎo)衰老小鼠體重、脾臟指數(shù)和胸腺指數(shù)，誘導(dǎo)肝臟、大腦和血清中SOD、CAT、GSH-Px活性增強(qiáng)，抑制MDA積累，其中磷酸化衍生物表現(xiàn)出更強(qiáng)的抗衰老活性[40]。硫酸化金針菇多糖和乙?；t平菇菌絲多糖通過(guò)提高抗氧化酶活性、降低脂質(zhì)過(guò)氧化，緩解肝、腎和腦的損傷，表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗衰老能力[59，80]。

2.9 其它活性

化學(xué)修飾多糖還具有降血脂、保肝、消炎和抗?jié)兊裙πАＡ姿峄资欢嗵呛臀ＣP菌多糖可以顯著增加高血脂癥小鼠體內(nèi)抗氧化酶活性和高密度脂蛋白含量，降低總膽固醇（total cholesterol，TCHO）、甘油三酯（triglycerides，TG）、低密度脂蛋白（low density lipoprotein cholesterol，LDL-C）含量，增強(qiáng)降血脂活性[34，42]。羧甲基羊肚菌多糖通過(guò)上調(diào)大鼠肝臟蛋白膽固醇7α-羥化酶和低密度脂蛋白受體的表達(dá)，降低3-羥基-3-甲基戊二酸單酰輔酶A還原酶的表達(dá)，增強(qiáng)其降低膽固醇的能力[81]。硫酸化長(zhǎng)牡蠣多糖降低血清中T-CHO、LDL-C、總膽紅素（total bilirubin，TBIL），天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶（aspartate aminotransferase，AST）和丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶（alanine aminotransferase，ALT）水平，改善機(jī)體氨基酸代謝、氧化應(yīng)激和免疫應(yīng)答等代謝途徑，有效減輕酒精性肝損傷[82]。硒化當(dāng)歸多糖降低血清中ALT、AST、堿性磷酸酶（alkaline phosphatase，ALP）和肝組織勻漿中MDA、ROS含量，抑制p-ERK、p-JNK、p-p38蛋白表達(dá)，有效緩解CCl4誘導(dǎo)的肝損傷[83]。Cyrtopodium andersonii R.Br.分離出的葡甘露聚糖經(jīng)乙酰化修飾，可控制炎癥的初始階段，干擾潰瘍形成機(jī)制，具有消炎和抗?jié)冏饔肹56]。此外，羧甲基粒毛盤胞外菌和硒化紅芪根多糖還分別具有抗疲勞和神經(jīng)保護(hù)功效[84-85]。

3 結(jié)論與展望

化學(xué)修飾多糖具有安全性、生物相容性好和穩(wěn)定性高等優(yōu)勢(shì)，可用于膳食補(bǔ)充劑、免疫增強(qiáng)劑和輔助藥物等?；瘜W(xué)修飾可有效增強(qiáng)多糖的生物學(xué)特性。但是，化學(xué)修飾多糖的研究有以下不足之處：（1）天然多糖修飾后的毒性評(píng)價(jià)研究較少，系統(tǒng)研究修飾前后多糖的毒理學(xué)特性是亟待解決的一個(gè)問(wèn)題；（2）多糖來(lái)源豐富且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)生物活性的研究?jī)H停留于表面，作用機(jī)制有待進(jìn)一步闡明；（3）化學(xué)修飾多糖的生物活性與其分子結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)密切相關(guān)，而功能與活性之間的構(gòu)效關(guān)系明顯研究不足，有待進(jìn)一步揭示；（4）不同的化學(xué)改性方法和條件，會(huì)生成不同的產(chǎn)物，目前多糖的修飾方法存在一定的局限性，研究人員需要不斷改進(jìn)修飾方法，獲得理想的修飾產(chǎn)物。隨著核磁、電鏡等科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，能更準(zhǔn)確高效表征出多糖的修飾位置及變化，修飾方法和結(jié)構(gòu)與活性的構(gòu)效關(guān)系將會(huì)得到進(jìn)一步闡釋，必定會(huì)開發(fā)出更多的功能性多糖應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。