海藻多糖生物活性及分子修饰

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1、中国生物工程杂志第24卷第3期CHINABIOTECHNOLOGY2004年3月海藻多糖生物活性及分子修饰*孟春郭养浩石贤爱陈剑锋李锋(福州大学生物与食品科学工程系药物生物技术与工程研究所福州350002)摘要简要介绍了近年来有关海藻多糖抗病毒、抗肿瘤、免疫促进、免疫抑制等生理活性的最新研究,重点介绍了不同种类海藻多糖的不同生理活性机理的研究进展。对多糖与生理活性之间的构效关系进行了阐述,在构效关系基础上进行多糖分子结构修饰是提高海藻多糖生理活性、降低毒副作用的有效手段。进一步介绍了目前多糖分子修饰常用方法,并对修饰后分子的生理活性改变进行了阐述。关键词海藻多糖生理活

2、性多糖分子修饰海藻是海洋植物中数量和品种最多的一类,其酶0抑制大鼠乳腺癌13762MAT细胞向肺组织转移[6,7]体内的生理活性物质研究已成为医药领域的热点和增强免疫等功能,存在明显的抗癌生理活性。之一。其中,海藻多糖是目前最具有前景的一类生卡拉胶还具有防止胃溃疡和十二指肠溃疡的[8]理活性物质。这些海藻多糖,除具有传统的工业价生理作用,在酸性环境中,卡拉胶发生部分降解,值外,近年来研究表明它们还具有多种生物活性及分解物具有抗胃蛋白酶的作用,对由组织胺诱发的药用功能,如抗病毒、抗肿瘤、增强机体免疫活性、豚鼠及狗的胃、十二指肠溃疡有保护作用。多糖硫[1,2]诱导细胞分化

3、、免疫抑制等作用。酸酯适量使用可以起到防止溃疡的作用,不会妨碍食物中蛋白质的消化。1海藻多糖生理活性的研究112褐藻多糖生物活性研究进展111红藻多糖生物活性研究进展褐藻多糖是褐藻细胞产生的粘性杂多糖,其主红藻多糖主要包括琼胶(Agarpectin)和卡拉胶要单糖成分为岩藻糖、半乳糖、半乳糖醛酸、葡萄糖(Carragean)多糖,分别从石花菜(Gelidium)属、江篱(Glc)、甘露糖(Man)和少量的木糖。从马尾藻科的(Gracilaria)属和从角叉菜(Chondrusocellatus)属、杉鼠尾藻(Sargassumthunbergii)分离的多糖,(岩藻藻

4、(Gigartina)属等藻类中提取分离得到。糖、半乳糖、葡萄糖醛酸、木糖和甘露糖组成的硫酸Gerber等早在1958年首先发现海藻含有抗病杂多糖)10~20mg/kg@10d腹腔注射,对接种艾氏[9]毒活性成分以后,相继报道了琼胶水提取物抑制脊腹水瘤20d的小鼠的抑瘤率约30%~40%。但髓灰质炎病毒、心肌炎病毒、单纯疱疹病毒的研究,该多糖可能不是直接作用于肿瘤细胞,而是通过提对水提取物及其级分进一步的研究发现,海藻多糖高生物体免疫系统进而对肿瘤产生抑制。[3]是抗病毒主要活性成分。从红藻不同发育周期由海带提取的褐藻糖胶可激活小鼠B淋巴细[1,4]提取的硫酸多糖对H

5、IV都具有抑制作用,不同胞增殖,对大鼠脾脏淋巴细胞和人外周血单核细胞[10]的研究证实红藻的硫酸化多糖对疱疹家族病毒也也有激活用途,但对T细胞没有诱导增殖作用。[5]同样具有显著的抑制作用。进一步研究表明,硫褐藻多糖通过刺激B细胞提高分泌抗体的能力,酸酯化多糖是一类广谱病毒抑制剂,既可抑制DNA提高机体的免疫力。褐藻多糖诱导B细胞分化及病毒,又可抑制RNA病毒。调节机制是目前免疫学研究热点之一。褐藻糖胶红藻多糖还具有抑制肿瘤细胞产生/类肝素作为B淋巴细胞多克隆激活剂,为进一步探讨多糖促进机体的免疫作用开辟了新的领域。收稿日期:2003-12-02修回日期:2004-0

6、2-16从褐藻类Sargassum提取的424kDa大小、由*电子信箱:mengchun@fzu.edu.cn果糖、半乳糖、甘露糖、木糖、葡萄糖和半乳糖胺组36中国生物工程杂志第24卷成的硫酸酯杂多糖,具有较好的抗单疱疹病毒天然多糖常因分子量大、粘度高、溶解度低等,[11]HSV1和HSV2生理活性。制约了其临床应用。分子量改变可能是解决这一113绿藻等藻类多糖生物活性研究进展问题的有效途径之一。中等分子量多糖的活性大在绿藻中的石莼、孔石莼及浒苔中主要含有水于高分子量及低分子量的多糖,体外研究表明,硫溶性硫酸杂多糖。单糖组成为L-阿拉伯糖、L-岩藻酸葡聚糖分子量为10

7、00时表现出抗HIV活性,且糖、D-甘露糖、D-半乳糖及D-葡萄糖等,是一种酸活性随着分子量的增加而增加,分子量10000时达[16]性杂多糖。有报道表明浒苔多糖具有降血脂和抗到最大,10000~500000之间保持最大活性。化[12]衰老等生物活性成分。学降解肝素和硫酸多糖,得到的两种低分子量化合[17]绿藻中松藻科(Codiqceae)提取的主要是由半物的抗HIV1的活性大大高于初始提取物。[16]乳糖、甘露糖及阿拉伯糖组成的硫酸杂多糖,对接(2)硫酸根含量对多糖抗病毒活性的影响种S-180实体肉瘤和艾氏腹水瘤20d的小鼠,抑瘤商业用非硫酸琼脂糖