真菌多糖構效關系的研究進展

呂艷秋　梁雪　付月

【摘 要】 真菌多糖具有豐富的生物活性，而結構決定活性。對真菌多糖構效關系的研究已成為焦點。本文綜述了真菌多糖的組分類型、結構、構效關系幾個方面，期望能為真菌多糖的開發與利用提供理論依據。

【關鍵詞】 真菌 多糖 構效關系

在我國真菌有著悠久的栽培歷史，且資源豐富，是找尋新藥物的寶貴資源庫。早在東漢末期的《神農本草經》中就有茯苓、靈芝等真菌藥物藥效的相關記載;明代著名醫學家李時珍在《本草綱目》中收載了20多種真菌[1]。真菌多糖是從真菌子實體、菌絲體和發酵液中提取分離出的一種高分子多聚物，由10個以上的單糖通過α- 糖苷鍵或 β- 糖苷鍵連接而成的活性多糖[2]。經研究發現，真菌多糖具有抗氧化、抗腫瘤、抗病毒、抗凝血、降血脂血糖及免疫調節等生物活性，現已成為藥物和食品保健開發的熱門。真菌多糖的生物活性與其結構有著密切關系，因此對真菌多糖構效關系的研究已受到各科研領域的廣泛關注。

1 真菌多糖的組分類型

近年報道的真菌多糖的類型主要有以下幾種：①葡聚糖? 真菌多糖中的主要構成部分，由β-1，3糖苷鍵作為主鏈，支鏈為β-1，6 糖苷鍵連接而成，如香菇多糖等;②甘露聚糖? 其主鏈以α-糖苷鍵為主要連接方式，如蟲草多糖是α-1，2糖苷鍵連接，靈芝多糖是α-1，4糖苷鍵連接;③雜多糖? 其主鏈與支鏈以α- 糖苷鍵或 β- 糖苷鍵連接，形式復雜，如金頂側耳是主鏈以α-1，6糖苷鍵，支鏈以α-1，2糖苷鍵連接的，香菇（柄）多糖的鍵型是主鏈β-1，3，支鏈β-1，6和β-1，3;④糖蛋白和多糖肽通用的做法是對糖復合物進行酶解脫除核酸和蛋白后對糖鏈進行分析，如蛹蟲草菌多糖主鏈為β-1，2，支鏈為β-1，6吡喃半乳糖和β-1，2呋喃半乳糖鏈[3]。

2 真菌多糖的結構分析

真菌多糖的結構如同核酸和蛋白質的結構一樣，分為4極：一級結構包括主鏈性質（糖單元的組成、連接方式及連接順序）和支鏈性質（有無分支及分支類型、長短、位置）;二級結構指多糖主鏈間以氫鍵形成的有規則的構像;以二級結構為基礎，由于糖單位間的非共價鍵相互作用而導致有序且粗大的構像，即為多糖的三、四級結構[4]。真菌多糖的結構有四種構型：可拉伸帶狀、卷曲螺旋狀、皺紋狀、不規則卷曲狀。

3 真菌多糖的構效關系

3.1主鏈構型、糖單元與糖苷鍵。多糖主鏈糖單元的組成決定了多糖的種類，不同種類的多糖，其生物學活性差異較大。香菇多糖、裂褶多糖均具有葡聚糖主鏈結構，二者都具有抗腫瘤作用及提高細胞免疫及體液免疫功能。其它種類的糖單元組成對多糖的生物活性也有影響，銀耳多糖主鏈為 α-（1→3）糖苷鍵連接的甘露聚糖，具有抗腫瘤、免疫調節、抗凝血等作用[5]。實驗證明，在多糖骨架鏈上（1→3）連接的β-D- 葡聚糖，往往具有抗腫瘤活性。主鏈構型的不同也會導致其生物活性的差異。對于葡聚多糖而言，α-葡聚糖一般沒有活性，而大多數具有抗腫瘤活性的多糖都具有β-（1→3）-D-葡聚糖的主鏈結構。

3.2 支鏈長度、分支度與位置。帶支鏈的菌多糖抗腫瘤的生物活性取決于支鏈化的程度，支鏈化程度超過 4 個糖單元時，就會失去生物活性。支鏈化程度越大，生物活性越弱[6]。分支度（degree of branch， DB）是指平均每個單糖單位所具有的分支數目，亦稱取代度。分支度不同，其表現出的生物活性也不同，分支度是真菌多糖達到一定生物活性的關鍵。如活性多糖β-（1→3）-D-葡聚糖，分支度在0.2～0.33時生物活性較強。支鏈的位置也影響多糖的活性。硫酸化多糖硫酸軟骨素 B 的抗凝血活性取決于硫酸取代基的位置，如果將取代基的位置改變， 則其抗凝血活性完全喪失[7]。

3.3 結構修飾。真菌多糖生物活性的發揮與其結構有關，很多研究發現多糖生物活性經化學修飾后明顯增強或產生新的活性。常見修飾方法有乙?；?、烷基化、氧化、硫酸化、硒化、部分水解、磷酸化、羧甲基化、雙基團衍生化等[8]，其中硫酸化和羧甲基化應用得最為廣泛。當然，隨著生物學的快速發展，基因工程技術也在多糖的修飾方面得到廣泛應用，如酶解法。物理方面應用超聲波、γ- 射線等也可對多糖結構進行修飾，都相應的對其生物活性有所改變[9]。

除了以上幾種對真菌多糖生物活性有相應的改善外，真菌多糖自身的理化性質也對其生物活性有一定的影響。一般在100- 200kD之間的多糖片段生物活性較高，而相同來源的分子量在 5～10kD之間的多糖片段無生物活性。多糖的活性還與其粘度、溶解性等理化性質有關。對于真菌多糖構效關系的研究，還需有待于加強多糖構像、大分子間相互作用的影響、金屬離子、多糖活性中心的研究工作，來有目的的改造真菌多糖，改善真菌多糖的活性，為人類的健康做出更大的貢獻。

【參考文獻】

[1] 胡順珍，賈樂. 食藥用真菌多糖構效關系研究進展[J]. 生物技術通報，2007，04：42-45.

[2] 朱建華，楊曉泉.真菌多糖研究進展—— 結構、特性及制備方法[J].中國食品添加劑 ， 2005， （6）： 75-80.

[3] 肖盛元，郭順星.國內真菌多糖結構研究現狀[J].天然產物的研究與開發， 2000， 12 （2）：81-86.

[4] 王兆梅，李琳，郭祀遠，等. 活性多糖構效關系研究評述[J].現代化工，2002，22（08）：18-22.

[5] Mulloy B， Mourao PAS， Gray E.Journal of Biotechnology， 2000， 77（1） ： 123～135.

[6] 王超英，呂金順，鄧芹英.菌類多糖的生物活性與結構關系.天水師范學院學報，2001，21（5）：18-21.

[7] 黃卉，王弘，劉欣. 多糖的構效關系研究進展[J]. 廣州食品工業科技，2004，20（03）：159-162.

[8] 孟思彤，徐艷芝，王振月. 多糖的化學修飾對其生物活性影響研究進展[J]. 天然產物研究與開發， 2014，26：1901-1905.

[9] 譚 西，周 欣，陳華國. 多糖結構修飾研究進展[J].食品工業科技，2018，10.

作者簡介：呂艷秋（1989-）女，蒙古族，籍貫：吉林鎮賚，學歷：在讀碩士研究生，單位：長春師范大學生命科學學院，研究方向：植物生理生態