滕 浩

(合肥工業(yè)大學食品科學與工程學院，安徽合肥 230009)

多糖是生命體的重要構(gòu)成成分，廣泛存在于植物、動物和微生物中，它們不僅能調(diào)節(jié)免疫細胞間的信息傳遞，還能調(diào)控細胞分裂、細胞生長和衰老，維持機體正常的生理代謝。海藻按門類分，主要有藍藻門、綠藻門、紅藻門和褐藻門，物種數(shù)量繁多，富含活性多糖，具有極高的應用價值、巨大的開發(fā)潛力和廣闊的市場前景。

1　海藻多糖的結(jié)構(gòu)

海藻多糖是一類分子量大、化學結(jié)構(gòu)復雜的高分子天然化合物[1]，依據(jù)其來源，可以分為紅藻多糖、綠藻多糖、褐藻多糖等。文獻檢索發(fā)現(xiàn)，近10年來，有關褐藻多糖的研究最多，紅藻多糖次之。Maciel等[2]從紅藻Gracilariabirdiae中分離純化獲得一種硫酸化多糖，結(jié)構(gòu)分析表明該多糖主要由半乳糖構(gòu)成，且硫酸基團連接在C-6位上。Barros等[3]從紅藻Gracilariacaudata中獲得一種分子量為250 kDa的多糖GPC，主要由半乳糖構(gòu)成。Byankina等[4]從紅藻Tichocarpus中分離純化獲得3種多糖組分HT、AE和AM，分子量分別為376.0、468.0和5.8 kDa。單糖組成分析發(fā)現(xiàn)，這3種多糖均由半乳糖和葡萄糖構(gòu)成，其分子組成摩爾比分別為25.7∶1.9、19.2∶23.0和30.4∶4.9。Gómez-Ordóez等[5]從紅藻Mastocarpusstellatus中分離獲得5種不同分子量的多糖組分F1～F5，F(xiàn)1和F5主要由木糖、甘露糖、半乳糖和葡萄糖構(gòu)成，其分子組成摩爾比分別為4.43∶2.40∶87.76∶5.41和1.29∶2.31∶18.90∶77.5。F2、F3和F4主要由木糖、半乳糖和葡萄糖構(gòu)成，分子組成摩爾比分別為2.47∶95.19∶2.35、3.86∶93.85∶2.29和7.98∶70.17∶21.84。Ciancia等[6]從綠藻C.fragile和C.vermilara中分別獲得2種多糖M1與M2和W1與W2。M1和M2的分子量分別為50和41 kDa。其中，M1主要由半乳糖、阿拉伯糖、甘露糖和葡萄糖按分子摩爾比10.5∶9.2∶50.1∶28.9構(gòu)成，主鏈主要包含α-1，4和β-1，4 2種糖苷鍵構(gòu)型。M2主要由半乳糖、阿拉伯糖、甘露糖、葡萄糖和巖藻糖按17.9∶10.2∶36.6∶34.1∶1.2的分子摩爾比構(gòu)成。盡管W1與W2的分子量均未確定，但明確了它們的主要單糖組成，W1主要由半乳糖、阿拉伯糖、甘露糖、葡萄糖、木糖和鼠李糖構(gòu)成，而W2不含木糖和鼠李糖。Shao等[7]從ChlorophytanUlvafasciata中分離純化獲得4種不同分子量的多糖硫酸酯UFP1、UFP2、UFP3和UFP4，其分子量分別為264、75、29和2 kDa。UFP1、UFP2、UFP3主要由鼠李糖、木糖和葡萄糖構(gòu)成，分子摩爾比分別為51.10∶27.17∶7.29、92.23∶2.47∶1.63和17.08∶9.91∶10.68。采用DEAE-Cellulose離子交換色譜、Sephacryl S-500凝膠滲透色譜等分離純化技術對海帶總多糖進行分離純化，從40%酒精醇沉的水溶性多糖組分中獲得3種多糖均一組分LJP11、LJP12和LJP31，分子量分別為2.45×107、1.8×107、1.1×107Da。單糖組成及甲基化分析表明，LJP11主要由阿拉伯糖、甘露糖和葡萄糖組成，分子摩爾比為1.0∶1.16∶6.33，主鏈主要包含1，4-β-D-Glcp、1，4-β-D-GlcpAc、1，3，6-α-D-Manp和1-β-L-Araf。LJP12主要由阿拉伯糖、木糖、甘露糖、葡萄糖和半乳糖組成，分子摩爾比為1∶0.17∶1.54∶2.64∶0.18，主鏈主要包含1，3，6-α-D-Manp、1-α-D-Galp、1，4-2-O-acetyl-β-D-Manp、1，4-β-D-Glcp和1-β-L-Araf[8]。LJP31主要由阿拉伯糖、甘露糖、葡萄糖和半乳糖組成，分子摩爾比為1.0∶7.8∶6.6∶0.8，主鏈主要包含1，4-2-O-acetyl-β-D-Manp、1，3，6-α-D-Manp、1，4-β-D-Glcp、1-β-L-Araf、1-α-D-Glap和1，4-β-D-Manp[9]。Zha等[10]從60%酒精醇沉的水溶性海帶總多糖中分離純化得到一種分子量約為1 960 kDa的多糖硫酸酯LJP61A，研究表明，該多糖主要由甘露糖、葡萄糖和半乳糖構(gòu)成，并通過甲基化、脫硫酸化、FT-IR和NMR等技術，分析LJP61A的結(jié)構(gòu)特征，推斷出LJP61A的主鏈和可能的重復單元。Vishchu課題組從褐藻中純化獲得3種不同多糖組分，并對多糖Sj-L進行結(jié)構(gòu)解析，結(jié)果表明Sj-L主要由(1→3)-β-D-glcp 和(1→6)-β-D-glcp構(gòu)成[11]。近年來，國內(nèi)外學者還對Undariapinnatifida、Alariamarginata和Alariaangusta等褐藻資源生物多糖的化學結(jié)構(gòu)信息進行研究[12]。

2　藥用活性

2.1免疫調(diào)節(jié)功能免疫調(diào)節(jié)活性是不同來源多糖的主要活性之一。黃震等[15]研究表明，海藻多糖不僅能促進小鼠巨噬細胞的吞噬功能，而且能刺激細胞產(chǎn)生IL-1和IFN-γ。李龍[16]對壇紫菜多糖和龍須菜多糖的免疫調(diào)節(jié)功能進行研究，結(jié)果表明這2種多糖刺激免疫細胞分泌炎性因子IL-6、IL-1、IL-12。林麗琴等[17]在研究紫球藻多糖活性時發(fā)現(xiàn)，該多糖可恢復藥物所致免疫功能低下小鼠的免疫功能，具有正向免疫調(diào)節(jié)作用。

2.2抗腫瘤大量研究表明，多糖的抗腫瘤活性與其免疫調(diào)節(jié)功能密切相關，多糖可通過增強機體免疫功能，抑制或殺死腫瘤細胞。已有研究表明，馬尾藻多糖和羊棲菜多糖具有較強的抗腫瘤活性?？祫P等[18]研究大型海藻孔石莼中的活性化學成分，并證明多糖是其主要抗腫瘤活性物質(zhì)。鄧志峰等[19]用冷水提取龍須菜多糖和熱水提取扁江蘺多糖，并檢測多糖的抗腫瘤活性，結(jié)果顯示，這2種瓊膠型多糖均能顯著抑制腫瘤生長。 Umemura 等[20]研究發(fā)現(xiàn)海藻硫酸化多糖能通過抑制腫瘤細胞拓撲異構(gòu)酶的活性，進而干預腫瘤細胞惡性增殖。季宇彬等[21]研究發(fā)現(xiàn)，海藻硫酸化多糖能顯著抑制小鼠S180 瘤體的生長。盧睿春等[22]研究表明，從馬尾藻中獲得的硫酸化多糖能顯著抑制小鼠艾氏腹水瘤、腹水型肉瘤的生長。王長振等[23]研究海藻硫酸多糖對小鼠S180腫瘤的抑制效果，結(jié)果顯示，低、中、高劑量組的海藻硫酸化多糖的抑瘤率分別能達到4.89%、26.63%和29.35%。Vishchuk等[11]從裙帶菜中提取分離純化得到的海藻多糖Sj-E和Up-E具有明顯的抗腫瘤活性。

2.3抗病毒抗病毒是海藻多糖的重要應用方向。Zhang等[24]采用體外細胞培養(yǎng)方法，對南海7種海藻多糖的抗病毒活性進行研究，結(jié)果表明，這 7種海藻多糖對單純皰疹 Ⅰ 型病毒(HSV-1)和柯薩奇B組3型病毒(CoxB3)均表現(xiàn)出一定的抗病毒活性，其中，孔石莼多糖、蜈蚣藻多糖能明顯抑制HSV-1病毒，IC50約為3.90 μg/mL，選擇指數(shù)(SI)分別能達到363.0和296.4?？资欢嗵呛托∈ú硕嗵悄茱@著顯抑制CoxB3病毒，IC50分別為1.95和7.81 μg/mL，SI分別達到>1 025.6和212.0[24]。已有研究發(fā)現(xiàn)，海藻多糖的抗病毒活性與其硫酸基團的含量密切相關，可能是多糖通過硫酸基團干擾病毒對宿主細胞的黏附來達到抗病毒作用[25]。Lee等[26]研究裙帶菜褐藻糖膠的抗病毒活性，結(jié)果表明，褐藻糖膠對HSV病毒具有明顯的抵抗效應。

2.4抗氧化邵平等[27]采用徑向流色譜技術從裂片石莼、亨氏馬尾藻和海蘿3種海藻中提取獲得粗多糖，并測定其抗氧化能力，結(jié)果表明，這些多糖均具有抗氧化活性，且呈量效關系。在這些多糖中，馬尾藻60%醇沉組分(SHP60)的抗氧化活性最強，當劑量為70 μg/mL時，它對超氧陰離子自由基和羥基自由基清除率分別達到74.34%和71.84%。研究還發(fā)現(xiàn)，同種海藻提取獲得的多糖，分子量越大，其抗氧化活性不一定越強[27]。吳婧娜等[28]研究海藻硫酸多糖SPS的氧化活性，發(fā)現(xiàn)SPS具有很強的抗氧化活性，不僅能有效地清除自由基，還能抑制脂質(zhì)過氧化，而且能與金屬離子螯合。黃朋納等[29]采用活體動物試驗模型研究SpirulinaPlatensis多糖PSP抗氧化作用。結(jié)果表明，在體外，PSP可劑量依賴性地抑制Fenton反應導致的CCl4毒化小鼠肝勻漿中LPO的生成；在體內(nèi)，灌胃250 mg/kg的PSP可明顯降低CCl4毒化小鼠血清SGPT活性，提示PSP對體內(nèi)外肝組織有一定程度的抗氧化作用。王凌等[30]分析綠色巴夫藻多糖PPS及其降解產(chǎn)物PPS1與PPS2的抗氧化能力，結(jié)果表明，綠色巴夫藻多糖降解產(chǎn)物的抗氧化活性明顯強于原多糖，且與VC的抗氧化能力相當。研究還發(fā)現(xiàn)，PPS的抗氧化活性與分子質(zhì)量成反比，與其糖醛酸含量成正比。

2.5抗心血管疾病近年來，海藻多糖在心血管疾病的防治方面受到國內(nèi)外學者的高度關注。海帶褐藻糖膠可通過促進機體合成NO及降低血管緊張素Ⅱ降低高血壓大鼠的動脈壓[31]。Zha等[10]從海帶中分離純化得到硫酸化多糖均一組分LJP61A，采用高脂暴露誘發(fā)LDLr-/-小鼠動脈粥樣硬化試驗模型，研究LJP61A的抗動脈粥樣硬化活性。病理學研究顯示，海帶多糖LJP61A能顯著抑制高脂飼料誘導LDLr-/-小鼠動脈粥樣硬化的發(fā)生，并且呈量效關系。研究表明，紫菜多糖具有增強心肌收縮、降血脂、抗凝血、抑制血栓的功能，這對預防動脈粥化、改善心肌梗死等疾病具有重要意義。周慧萍等[32]將紫菜多糖注射到小鼠腹膜內(nèi)，試驗結(jié)果顯示，該類多糖具有很強抗凝血活性，進一步研究發(fā)現(xiàn)，紫菜多糖可抑制血栓形成，能延長纖維蛋白血栓形成的時間和特異性血栓形成的時間，暗示紫菜多糖可能具有防治心血管疾病的功能。

2.6腎臟保護作用楊旭東等[33]采用2型糖尿病大鼠模型，研究羊棲菜多糖SFPS對腎臟保護作用，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，SFPS能顯著改善腎臟功能，與模型組相比，SFPS能顯著抑制糖尿病引起的TGF-β1和Smad 7 mRNA表達升高，表明SFPS對糖尿病大鼠腎組織有明顯保護作用，其作用機制可能與抑制腎臟TGF-β1和Smad 7 mRNA的表達相關。劉建春等[34]研究表明，褐藻多糖硫酸酯(FPS)不僅能顯著減少腺嘌呤致腎衰竭大鼠尿中蛋白含量，而且能明顯改善腎間質(zhì)纖維化程度，其機制可能與抑制腎小管上皮細胞-間充質(zhì)細胞轉(zhuǎn)化有關。

3　展望

研究表明，多糖是海藻中主要的生物活性成分，因其化學結(jié)構(gòu)的復雜性和特殊性，使其具有其他天然多糖無法比擬的藥理學活性，具有巨大的開發(fā)潛力和廣闊的市場前景，已受到醫(yī)學、藥學和食品等領域?qū)W者的高度關注。隨著人們對海藻多糖化學結(jié)構(gòu)、藥理作用及作用機制研究的深入，海藻多糖將為人類的健康做出巨大貢獻。

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