多糖
多糖作為藥物研究開(kāi)始于20世紀(jì)50年代,從20世紀(jì)60年代以來(lái)逐漸發(fā)現(xiàn)多糖在腫瘤、肝炎、心血管和抗衰老等方面有獨(dú)特的生物活性,并且細(xì)胞毒性極低。由于多糖具有廣泛的來(lái)源(存在于動(dòng)物、高等植物、微生物和海洋生物等有機(jī)體中)、多樣的生物活性以及極低的細(xì)胞毒性,所以有學(xué)者提出多糖必將成為一類(lèi)未來(lái)具有發(fā)展前途的新型藥物和功能性食品。
我國(guó)對(duì)多糖的研究起步比較晚,始于20世紀(jì)70年代,但近年來(lái)發(fā)展迅速,研究對(duì)象涉及真菌類(lèi)、地衣類(lèi)、植物、花粉和動(dòng)物等。研究的范圍包括多糖的分離純化、結(jié)構(gòu)分析、理化性質(zhì)、免疫學(xué)、藥理學(xué)以及治療應(yīng)用等,對(duì)其免疫增強(qiáng)作用機(jī)制的研究已深入到分子和受體水平。研究的方法涉及化學(xué)、生物學(xué)和醫(yī)藥學(xué)等諸多領(lǐng)域。
糖的定義
糖是多羥基醛或多羥基酮及其衍生物、聚合物的總稱(chēng)。在有機(jī)化學(xué)中,把帶有羥基的化合物稱(chēng)為醇類(lèi)。而糖類(lèi)是同時(shí)帶有羰基和多個(gè)羥基,而不含有苯環(huán)的化合物,含有醛基和酮基的糖分別被稱(chēng)為醛糖和酮糖。糖的分子中含有碳、氫和氧三種元素,多數(shù)糖分子中氫和氧的比例是2:1,所以糖又被稱(chēng)為碳水化合物。
糖類(lèi)的分類(lèi)
糖類(lèi)物質(zhì)根據(jù)其能否水解和分子量的大小分為單糖、低聚糖和多糖。
單糖。單糖是指不能再被簡(jiǎn)單地水解成更小分子的糖,是糖類(lèi)物質(zhì)的最小單位,也是構(gòu)成其他糖類(lèi)物質(zhì)的基本單元。
低聚糖。低聚糖又稱(chēng)為寡糖,寡糖是指能被水解成為少數(shù)單糖分子的糖類(lèi)物質(zhì),如蔗糖、乳糖和麥芽糖等。
多聚糖。多聚糖又稱(chēng)多糖,是由10個(gè)以上的單糖分子通過(guò)苷鍵聚合而成。分子量較大,一般由幾百個(gè)甚至幾萬(wàn)個(gè)單糖分子組成,如淀粉、纖維素等,能被水解為多個(gè)單糖。已失去一半單糖的性質(zhì),一般無(wú)甜味,也無(wú)還原性。由于單糖分子中各碳位具有不同性質(zhì)的羥基,糖環(huán)上存在豎鍵和橫鍵不同的空間配置,連接各個(gè)糖單位的糖苷鍵又有a和ß兩種不同的鍵型,任何一種單糖可能組成11種不同的二聚體或176種三聚體。
真菌多糖。多聚糖根據(jù)來(lái)源可分為植物多糖、動(dòng)物多糖和菌多糖。早在兩千多年前的東漢末期,世界上第一部藥物專(zhuān)著《神農(nóng)本草經(jīng)》就記載了靈芝、茯苓和豬苓等真菌藥物的藥效。真菌多糖是從真菌子實(shí)體、菌絲體和發(fā)酵液中分離出的一類(lèi)可以控制細(xì)胞分裂、調(diào)節(jié)細(xì)胞生長(zhǎng)和衰老的活性多糖,一般都是由十個(gè)分子以上的單糖通過(guò)糖苷鍵連接而成的高分子多聚體。真菌多糖根據(jù)功效不同可分結(jié)構(gòu)多糖和活性多糖。
1958年Brander報(bào)道了酵母細(xì)胞壁多糖具有抗腫瘤作用以來(lái),人們對(duì)真菌多糖產(chǎn)生了濃厚興趣。真菌多糖是一種非特異性免疫促進(jìn)劑,具有抗腫瘤、抗病毒、延緩衰老、降血脂、護(hù)肝排毒、促進(jìn)核酸和蛋白質(zhì)生物合成等多種生物功效。
真菌多糖的一級(jí)結(jié)構(gòu)主鏈?zhǔn)蔷嗵恰V饕衅暇厶呛透事毒厶莾煞N。葡聚糖以ß(1→4)或其他糖苷鍵連接,如香菇多糖、茯苓多糖、裂褶均多糖和云芝多糖的一級(jí)結(jié)構(gòu)都屬于這種連接。甘露聚糖主要由α(1→2)糖苷鍵連接。銀耳多糖和黑木耳多糖為α(1→3)糖苷鍵連接,靈芝多糖是由α(1→4)糖苷鍵連接。真菌多糖的側(cè)鏈有很多種,不同的真菌多糖其側(cè)鏈也不同。
真菌多糖的二級(jí)結(jié)構(gòu)是多糖骨架鏈間以氫鍵結(jié)合形成的各種聚合體,只關(guān)系到其分子主鏈的構(gòu)象,不涉及側(cè)鏈的空間排布。真菌多糖的三級(jí)結(jié)構(gòu)是由多糖中糖殘基的羥基、羧基、氨基及其他官能團(tuán)間通過(guò)非共價(jià)作用而導(dǎo)致的有序、規(guī)則而粗大的空間構(gòu)象。真菌多糖的四級(jí)結(jié)構(gòu)是多糖多聚鏈間以非共價(jià)作用而結(jié)合形成的聚集體。真菌多糖的構(gòu)型有可拉伸帶狀、蜷曲螺旋狀、皺紋狀和不規(guī)則蜷曲狀四種。
研究發(fā)現(xiàn),真菌多糖其活性成分是具有分支的ß-(1→3)-D葡聚糖。這些活性多糖具有一個(gè)共同的結(jié)構(gòu),即主鏈由ß-(1→3)連接的葡萄糖基組成,沿主鏈隨機(jī)分布著由ß-(1→6)連接的葡萄糖基,呈梳狀結(jié)構(gòu)。生物活性的大小隨多糖的精細(xì)結(jié)構(gòu)和構(gòu)象不同而變化。
多糖的藥理作用
多糖是一類(lèi)廣泛存在于動(dòng)物、植物和微生物細(xì)胞中的重要生物大分子物質(zhì)。隨著分子生物學(xué)研究的進(jìn)展,人們逐漸發(fā)現(xiàn)不同來(lái)源的多糖具有廣泛而復(fù)雜的生物活性,已經(jīng)引起醫(yī)藥界高度重視,并成為當(dāng)今生命科學(xué)研究的熱點(diǎn)之一。
大量研究表明,外源性多糖對(duì)正常機(jī)體可以產(chǎn)生明顯生物效應(yīng),對(duì)患病機(jī)體產(chǎn)生有效的治療作用。隨著多糖藥物對(duì)機(jī)體作用研究日益增多,發(fā)現(xiàn)許多多糖具有廣泛生物效應(yīng)和藥理作用。目前已發(fā)現(xiàn)數(shù)百種多糖具有確切的藥物效應(yīng),從最初提高免疫功能到現(xiàn)在抗腫瘤、抗病毒、抗氧化、抗自由基、抗衰老、降血糖、降血脂以及治療艾滋病和心腦血管疾病等藥理作用。
現(xiàn)已證明,多糖藥物主要是通過(guò)激活T細(xì)胞、B細(xì)胞、NK細(xì)胞和補(bǔ)體系統(tǒng),刺激巨噬細(xì)胞產(chǎn)生IL-1、IL-2、IL-18、IL-12、TNF和IFN-γ等因子而發(fā)揮調(diào)節(jié)免疫作用,多糖藥物作為信號(hào)分子而調(diào)控體內(nèi)的生理和生化反應(yīng)。在分子內(nèi),通過(guò)影響綴合物構(gòu)象而改變生物效應(yīng)。在細(xì)胞間,靠細(xì)胞表面的糖鏈特征標(biāo)記發(fā)揮著細(xì)胞識(shí)別功能。而且許多研究結(jié)果表明,絕大多數(shù)多糖藥物使用安全,幾乎無(wú)毒性。
1、免疫調(diào)節(jié)作用。
2、抗腫瘤作用。
3、抗病毒作用。
4、抗衰老作用。
5、抗動(dòng)脈粥樣硬化作用。
6、對(duì)物質(zhì)代謝具有影響。
7、抗?jié)冏饔谩?/b>
8、類(lèi)腎上腺皮質(zhì)激素和促腎上腺皮質(zhì)激素作用。
9、對(duì)輻射損傷的保護(hù)作用。
參考文獻(xiàn):《多糖藥物學(xué)》劉吉成、牛英才編著,人民衛(wèi)生出版社,2008.1