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词条 多糖
释义

§ 结构

糖淀粉分子的基间状态 多糖(polysaccharide)是由多个单糖分子缩合、失水而成,是一类分子机构复杂且庞大的糖类物质。凡符合高分子化合物概念的碳水化合物及其衍生物均称为多糖。

多糖在自然界分布极广,亦很重要。有的是构成动植物骨架结构的组成成分,如纤维素;有的是作为动植物储藏的养分,如糖原和淀粉;有的具有特殊的生物活性,像人体中的肝素有抗凝血作用,肺炎球菌细胞壁中的多糖有抗原作用。

多糖的结构单位是单糖,多糖相对分子质量从几万到几千万。结构单位之间以苷键相连接,常见的苷键有α-1,4-、β-1,4-和α-1,6-苷键。结构单位可以连成直链,也可以形成支链,直链一般以α-1,4-苷键(如淀粉)和β-1,4-苷键9如纤维素)连成;支链中链与链的连接点常是α-1,6-苷键。

由一种类型的单糖组成的有葡萄糖、甘露聚糖、半乳聚糖等,由二种以上的单糖组成的杂多糖(hetero polysaccharide)有氨基糖的葡糖胺葡聚糖等,在化学结构上实属多种多样。就分子量而论,有从0.5万个分子组成的到超过106个的多糖。比10个少的短链的称为寡糖。不过,就糖链而论即使是寡糖,在寡糖上结合了蛋白质和脂类的,就整个分子而论,如果是属于高分子,则从广义上来看也属于多糖,因此特称为复合多糖(conjugated polysaccharide,complex poly-saccharide)或复合糖质(glycoconjugate)(糖蛋白、糖脂类、蛋白多糖)。

§ 分类

注射用黄芪多糖多糖的广义分类分为:均一性多糖和不均一性多糖。

均一性多糖:

由一种单糖分子缩合而成的多糖,叫做均一性多糖。自然界中最丰富的均一性多糖是淀粉和糖原、纤维素。它们都是由葡萄糖组成。淀粉和糖原分别是植物和动物中葡萄糖的贮存形式,纤维素是植物细胞主要的结构组分。

1、 淀粉

淀粉是植物营养物质的一种贮存形式,也是植物性食物中重要的营养成分,分为直链淀粉和支链淀粉。

① 直链淀粉:许多α-葡萄糖以α(1-4)糖苷键依次相连成长而不分开的葡萄糖多聚物。典型情况下由数千个葡萄糖线基组成,分子量从150000到600000。

结构:长而紧密的螺旋管形。这种紧实的结构是与其贮藏功能相适应的。遇碘显兰色。

② 支链淀粉:在直链的基础上每隔20-25个葡萄糖残基就形成一个-(1-6)支链。不能形成螺旋管,遇碘显紫色。

淀粉酶:内切淀粉酶(α-淀粉酶)水解α-1.4键,外切淀粉酶(β-淀粉酶)α-1.4,脱支酶α-1.6。

糖原的分去状结构示意图

2、 糖原

与支链淀粉类似,只是分支程度更高,每隔4个葡萄糖残基便有一个分支。结构更紧密,更适应其贮藏功能,这是动物将其作为能量贮藏形式的一个重要原因,另一个原因是它含有大量的非原性端,可以被迅速动员水解。糖元遇碘显红褐色。

3、 纤维素

结构:许多β-D-葡萄糖分子以β-(1-4)糖苷键相连而成直链。纤维素是植物细胞壁的主要结构成份,占植物体总重量的1/3左右,也是自然界最丰富的有机物,地球上每年约生产1011吨纤维素。

经济价值:木材、纸张、纤维、棉花、亚麻。

完整的细胞壁是以纤维素为主,并粘连有半纤维素、果胶和木质素。约40条纤维素链相互间以氢键相连成纤维细丝,无数纤维细丝构成细胞壁完整的纤维骨架。

降解纤维素的纤维素主要存在于微生物中,一些反刍动物可以利用其消化道内的微生物消化纤维素,产生的葡萄糖供自身和微生物共同利用。虽大多数的动物(包括人)不能消化纤维素,但是含有纤维素的食物对于健康是必需的和有益的。 纤维素的结构(构象式)

4、 几丁质(壳多糖):N-乙酰-D-葡萄糖胺以(1,4)糖苷链相连成的直链。

5、菊 糖 :多聚果糖,存在于菊科植物根部。

6、 琼 脂 :多聚半乳糖,是某些海藻所含的多糖,人和微生物不能消化琼脂。

不均一性多糖

有不同的单糖分子缩合而成的多糖,叫做不均一多糖。常见的有:透明质酸、硫酸软骨素等。

不均一性多糖种类繁多。有一些不均一性多糖由含糖胺的重复双糖系列组成,称为糖胺聚糖(glyeosaminoglycans,GAGs),又称粘多糖。mucopoly saceharides、氨基多糖等。

糖胺聚糖是蛋白聚糖的主要组分,按重复双糖单位的不同,糖胺聚糖有五类:

党参中提取多糖1、透明质酸

2、硫酸软骨素

3、硫酸皮肤素

4、硫酸用层酸

5、肝素

6、硫酸乙酰肝素

§ 生物学功能

猪苓多糖通常具有贮藏生物能和支持结构的作用。不均一多糖通过共价键与蛋白质构成蛋白聚糖发挥生物学功能,如作为机体润滑剂、识别外来组织的细胞、血型物质的基本成分等。

多糖类化合物广泛存在于动物细胞膜和植物、微生物的细胞壁中,是由醛基和酮基通过苷键连接的高分子聚合物,也是构成生命的四大基本物质之一。

细胞膜和细胞壁的多糖成份不仅是支持物质,而且还直接参与细胞的分裂过程,在许多情况下成为细胞和细胞,细胞和病毒,细胞和抗体等相互识别结构的活性部位。生物合成通常是由结合在细胞膜质(高尔基体、原生质膜、粗面内质网等)上的转糖基酶进行,利用各种糖苷作为前体。在细菌细胞壁和聚多糖的生物合成中,多萜醇衍生物(特别是称为细菌萜醇的)作为中间体参与反应。

另一方面,在分解过程中,有对糖链的糖排列次序和键的性质有特异性的多种糖苷酶参与。动物细胞中则多以溶酶体系统的酶存在。此外,常能看到因缺损这些酶中的某种所导致的遗传病。这是显示多糖代谢重要性的典型例子。[1]

20世纪50年代发现真菌多糖具有抗癌作用,后来又发现地衣、花粉及许多植物均含有多糖类化合物,并进行分离提纯,确定了其化学结构、物理化学性质、药理作用,尤其对多糖类化合物的抗肿瘤和免疫增强作用进行深入研究。

§ 临床作用

金针菇中提取多糖1.免疫调节

Hosono Akira等将双岐杆菌属细菌的细胞超声粉碎提取后,用超滤设备和阴离子交换树脂、凝胶色谱纯化出具有免疫增强活性的多糖。Oka Shuichi等从紫苏(Perilla)中分离得到的多糖具有抗变态反应作用。Fujimiy hjaki从蘑菇属(Agr/cus)植物的子实体中提取出的多糖具有免疫抑制作用,它能减少我们通常使用的免疫抑制剂的诸如细胞毒性、机体抗感染能力下降、对骨髓造血细胞的繁殖抑制等副作用,此多糖可以做成口服或注射用药物,也可制成一种功能性食品。

2 .抗病毒及抗癌

大多数多糖的抗病毒机制是抑制病毒对细胞的吸附,这可能是由于多糖大分子机械性或化学性地结合到HW—I的Gp120分子上,遮盖了病毒与细胞的结合位点,从而竞争性地封锁了病毒感染细胞。

Hara Masahiko等从第一季和第二季采收的茶叶中得到一种植物病毒抑制剂,它是一种含有鞣酸的单糖或多糖类成分,不仅可抑制病毒的致病作用,而且可抑制病毒的传播。据报道,从蘑菇属(Agr/cus)植物的培养物中也能分离得到大量的具有抗癌活性成分的水溶性物质,包括从蘑菇属植物的子实体中分离出的酸性多糖、水溶性中性多糖和水溶性蛋白多糖。

NodaKiyoshiC和Kato Toshimitsu等分别从小球藻和螺旋藻中分离出具有抗癌活性的多糖和硫酸酯化多糖,可抑制肿瘤转移,安全性优于传统的手术治疗和化疗。

Nakano Masa hi从美洲山核桃树的坚果、杜仲以及豆科植物Aspa/athus linearis中提取出一种抗氧化酸性多糖,它不仅能抑制艾滋病病毒等逆转录酶病毒的复制,而且能起到免疫调节作用,在某种程度上可替代传统的价格昂贵且副作用较大的抗病毒药物。

牛膝提取多糖

3. 降血糖

Ukai Shigeo等从一种银耳(KINJI)的子实体或菌丝体中提取出抗高血糖的酸性多糖。FujiiMakoto等从海藻类植物中提取出一种能够降低血糖水平的藻类多糖,并制成了以岩藻依聚糖(Fucoidan)为主要成分的保健食品,它可以显著提高人们的免疫功能。

4.治疗肝肾疾病及消炎镇痛

Kanou Kokuki等从丹参中分离出的丹参多糖能够抑制尿蛋白的分泌,缓解肝肾疾病症状,可制成口服或肌注制剂,减少由于长期服用双嘧达莫等类固醇或血小板抑制剂造成的不良反应。ShibatHideyuki等发明了一种含有硫酸化岩藻依聚糖活性成分的多糖制剂,它能减少诸如消炎痛、阿司匹林等非甾体消炎镇痛剂的副作用。

5.美容

Honda Yasuki等从西洋樱草属(Polyanthus)植物中获得一种具有良好的保湿、抗皱等作用的酸性杂多糖。

Sawai Yasuko等从石菖蒲(Acorusgram/neus)的根茎中分离得到的多糖可抑制黑色素的产生,具有抗炎、抗氧化作用,可用于黑变病的治疗,且因其具有良好的保湿作用,故又可作为化妆品的有效成分。

Shimomura K~nji等从甲壳类动物的肉类降解产物中得到一种具有美容功效的酸性多糖。实验证明,此酸性多糖可抑制延缓衰老的透明质酸的分解,减少皮肤细纹和干裂,因而可作为美容食品和化妆品的有效成分。

枸杞提取多糖6.乳化

Keiichi等从禾本科(Gramineae)羊茅属(Festuca)植物(如大麦)的体细胞壁提取得到具有乳化作用的多糖,可作为乳化剂广泛应用于工业生产,且安全、无污染。KuraneRyuichiro等通过培养广泛产碱菌B一16(~3ca//geneshuus B一16),得到并分离出一种由海藻糖和甘露糖组成的多糖,此多糖在水中溶解性好,有良好的稳定性,可作为研磨剂、乳化剂的稳定剂和增稠剂。

7.其它用途

Sakata Shigenobu等通过对多种单糖、多糖及其衍生化糖类(如醛糖、黏多糖、多糖酵解后的糖)进行发酵或提取,得到一类稳定、安全的试剂,它可减少典型的有害物(如二氧芑、氰基化合物、多氯联苯等)对环境和人体的侵害,是极有意义的环保试剂。

Watanabe Sa J用一种以吸附多糖(如淀粉)的羟磷灰石作载体的培养基质培养造骨细胞。此载体的特点在于不用加入血清、细胞生长因子等物质就可刺激造骨细胞生长因子受体,而且它可避免在培养某种造骨细胞时,由于血清种类的特异性而必须筛选最适血清所耗费的大量人力、财力,因而此项发明的问世无疑大大地降低了造骨细胞的培养费用,具有极高的经济价值和社会价值。[2]

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更新时间:2024/12/20 4:03:58