真菌多糖

真菌多糖的研究综述

摘要：真菌多糖是一类从真菌的子实体或菌丝体分离出来的天然高分子化合物。真菌多糖具有抗病毒、抗凝血、降血脂、抗肿瘤、免疫调节、延缓衰老等多种生物活性，成为当今研究的重点。本文综述了真菌多糖的种类和生理功能，并对真菌多糖的应用与开发前景作了概述。

关键词:真菌多糖；生理功能；应用

多糖(Polysaccharide)是由单糖之间脱水形成糖苷键。并以糖苷键线性或分枝连接而成的链状聚合物。一般将多于20个糖基的糖链则称为多糖。多糖广泛存在于动物细胞膜、植物和微生物细胞壁中，是一类天然高分子化合物，它是由醛糖或酮糖通过糖苷键连接在一起的多聚物，是构成生命的四大基本物之一[1]。真菌多糖系是从真菌子实体、菌丝体、发酵液中分离出的，能够控制细胞分裂分化，调节细胞生长衰老的一类活性多糖[2]。真菌多糖具有很强烈的抗肿瘤活性，对癌细胞有较强的抑制力。当前，对真菌多糖的研究主要包括真菌多糖的提取纯化及结构分析和利用一些免疫指标分析其生物活性及免疫机理两个方面。 1真菌多糖的结构 1.1真菌多糖的结构层次

按照多糖的结构分类方法,真菌多糖的结构可分为一级、二级、三级和四级结构。一级结构是指真菌多糖中单糖残基的组成、排列顺序、连接方式、异头物构型以及糖链有无分支,分支的位置与长短等:；二级结构指真菌多糖骨架链间以氢键结合所形成的各种聚合体，只关系到多糖分子中主链的构象，不涉及侧链的空间排布；三级结构指多糖残基中的羟基、羧基、氨基以及其他官能团之间通过非共价作用而导致的有序、规则而粗大的空间构象；四级结构指多糖的多聚链间以非共价作用力而结合形成的聚集体[3]。 1.2真菌多糖的结构分析

真菌多糖的结构分析包括对其一级结构和高级结构的分析。

真菌多糖的一级结构分析包括对单糖组分,糖基连接方式、糖苷键的构型及不同苷键组成比例等的分析。在单糖组分的分析中，一般先对多糖进行完全水解,再用纸层析、薄层层析、气相层析等方法进行鉴定；在糖基连接方式的分析中，通常采用甲基化分析法、高碘酸氧化法、Smith降解法、核磁共振等方法;在糖苷键构型的分析中,可采用糖苷酶水解、核磁共振、质谱等方法;对不同糖苷键比例的分析可通过测红外光谱相对面积来完成。对一级结构的分析,除以上各种方法外,目前还有毛细管电泳、快原子轰击质谱、同位素、免疫化学法、拉曼激光光谱等方法。

目前,对真菌多糖高级结构的分析还没有深入,测定方法还未达到像核酸和蛋白质结构测定那样自动化、微量化和标准化,现在主要是应用物理方法进行分析,如X-射线纤维衍射、核磁共振、电子衍射等。

1.3真菌多糖的化学结构和构效关系

真菌多糖的分子结构是由三股单糖链构成的一种无序形的螺旋状构形物,螺旋层之间主要以氢键固定定位。真菌多糖的结构可分为一级结构、二级结构、三级结构和四级结构[4]。

关于真菌多糖的化学结构与生理活性之间的关系一直是人们关注的焦点。随着气相色谱和质谱联用、核磁共振和质谱联用、喇曼激光光谱分析、X-射线法等现代先进分析技术的应用,真菌多糖的化学结构及构效关系方面的研究取得了以下几方面的进展。 1.3.1糖苷键的键型与真菌多糖的生物活性有关

如裂褶菌和小核菌(Sclerotium rolfsii)多糖中,B-1,3糖苷键连接的D-葡聚糖具有抑制肿瘤 活性,而A-1,3糖苷键连接的D-葡聚糖没有抑制肿瘤的活性[5]。 1.3.2糖链分支度对食药用真菌多糖活性的影响

分支度(degree of branch,DB)指平均每个糖单位所具有的分支数目，也称取代度(degree of substitute,DS)。真菌多糖达到一定分支度时，才具有生物活性。 1.3.4空间结构对食药用真菌多糖生物活性的影响

研究表明，食药用真菌多糖的特异空间构像是其生物活性的基础。 1.3.5化学修饰对食药用真菌多糖活性的影响

天然香菇多糖具有抗肿瘤活性，而硫酸化的香菇多糖则具有了抗HIV活性[6]。 2真菌多糖种类

2.1菇多糖(Lentinan,LTN)

从香菇中分离得到的具有B-1,6支链和B-l,3支链的葡聚糖。Koh等证实真菌多糖如香菇多糖的结构决定了香菇多糖是否具有活性。关于香菇多糖成分和结构的报道甚多，但明确和免疫活性有关的只有B-1,3葡聚糖物质。 2.2猴头菌多糖(HEPS)

从猴头菌(Hericium erinaceus)中分离的一种多糖。猴头菌多糖二、三级结构比一级结构更具免疫活性，Hitoshi等[7]采用x衍射和黏度分析发现，猴头多糖的三维螺旋结构一旦被破坏,，免疫活性随之消失，这证明猴头多糖的活性与其三维结构有密切关系。 2.3银耳多糖(TP)

从银耳(Tremella fuciformis)中分离的含蛋白多糖,Mizuno等[8]证实其单糖组成为甘露糖、葡萄糖醛酸、木糖及少量岩藻糖和葡萄糖，银耳多糖分子量约为30万D。 2.4黑木耳多糖

从黑木耳(Auricularia auricula)中分离的分子量约为15.5万D的多糖，单糖组成为L-岩藻糖、L-阿拉伯糖、D-木糖、D-甘露糖、D-葡萄糖和葡萄糖醛酸。黑木耳多糖对机体免疫功能有明显的促进作用，主要由木糖、甘露糖、葡萄糖、葡萄糖醛酸组成。 2.5冬虫夏草多糖

由冬虫夏草菌(Cordyceps sinensis)在液体培养条件下产生的胞外多糖，分子量约为43万D，主链Manp残基中，有6个在C3位上被取代，有4个在C2位上被取代，从而形成侧链。

主要含有葡萄糖、甘露糖、半乳糖和阿拉伯糖。虫草多糖是近年来真菌多糖研究的新热点。 2.6灵芝多糖

从灵芝(Ganoderma lucidum)中分离的杂多糖，由于分离方法的差异，所得多糖的化学结构与药理作用均有不同。灵芝含氮多糖(GPSN)含赖氨酸等13种氨基酸,单糖组成为木糖、葡萄糖、半乳糖及半乳糖醛酸。其它真菌多糖还包括金针菇多糖、竹黄多糖、竹荪多糖、猪苓多糖、灰树花多糖、螺旋藻多糖。 3真菌多糖的生物学活性 3.1免疫调节功能 3.1.1对细胞免疫的影响

多糖可以增加T、B淋巴细胞的杀伤功能。张秀娟等[9]报道灵芝多糖对T细胞及其亚群有明显的影响,它可增加混合淋巴细胞培养中T细胞的回收量,在增加Lyt2+和L3T4+细胞回收量的同时,还可增强细胞毒T淋巴细胞(CTL)的杀伤功能。张伟云[10]等用铜绿假单胞菌分离纯化出胞外多糖（PEP）实验，得出ＰＥＰ对小鼠胸腺淋巴细胞的增殖皆具有显著的促进作用，当浓度为6．25ｍｇ/Ｌ时即有非常显著的促进作用的结论。

可以增加树突状细胞（DC）细胞前体细胞的数量。DC细胞是目前发现的功能最强的抗原递呈细胞（APC），它能摄取各类抗原,在机体细胞免疫和体液免疫调控中均起着重要作用。何彦丽等[11]分析得出枸杞多糖、香菇多糖、云芝多糖等多种中药多糖（主要由β-1,3糖苷键为主链的葡聚糖或杂聚糖组成）可增加淋巴细胞培养上清液中的CSF(集落刺激因子)活力，促进骨髓有核细胞数和粒/巨噬细胞集落数量的增加(CFU-GM)，而DC细胞与单核、粒细胞、T、NK等细胞有共同的祖细胞，有可能同时增加DC前体细胞数量。

可以提高巨噬细胞（MΦ）的活性。唐省三等[12]用猴头菇、香菇、茯苓3种真菌的多糖，配以葡萄籽多酚和甘草酸，制成复合多糖，研究对荷瘤小鼠腹腔巨噬细胞活性的影响，得与荷瘤模型组和香菇多糖组比较，复合多糖各组可明显升高Ｓ180肉瘤小鼠腹腔巨噬细胞的活性，具有显著性差异。姚金凤[13]等的研究发现，海洋真菌多糖（ＹＣＰ）可以明显促进小鼠腹腔巨噬细胞产生ＮＯ，并呈一定的浓度相关性。随药物浓度升高,其诱生作用增强，另外，ＹＣＰ还可以明显促进小鼠腹腔巨噬细胞分泌ＩＬ-1。 3.1.2对体液免疫的影响

多糖可以促进抗体的生成。陈丽芳[14]等报道香菇多糖能增加人体中外周单核细胞抗体的产生，裂褶菌多糖能促进患者脾脏形成抗体的细胞增加。云芝多糖能使抗体下降的患者产生抗体，使其免疫能力恢复到正常水平。

多糖还可以恢复空斑形成细胞(PFC)的反应。倪峰[15]报道灵芝多糖（5mg/kg）腹腔注射3天可明显恢复降低的PFC反应。 3.1.3对细胞因子的影响

多糖可以促进干扰素生成。干扰素是最先发现的细胞因子，具有抗病毒、抗肿瘤、免疫

调节、控制细胞增殖等重要作用。倪峰[15]报道用平盖灵芝提取的多糖在体外可诱导Th细胞产生IFN，在体内增强ConA诱导T淋巴细胞增殖效应并产生IFN-α。

多糖还可以提高白细胞介素类（IL）的作用。倪峰[15]报道香菇多糖体内外均可增加腹腔MΦ产生IL-1，体内给药数小时后可见血清CSF和IL-1明显增加，且能提高免疫细胞对IL-2的敏感性。 3.1.4对补体系统的影响

补体系统是机体重要的免疫系统。补体固有成分可被经典和旁路途径所激活。陈金烟等

[16]

报道香菇多糖也可以激活补体系统的经典途径和替代途径，导致MΦ的非特异细胞毒活

性提高和嗜中性白细胞对肿瘤组织的浸润。茯苓多糖能激活肿瘤邻近的补体系统，协同吞噬细胞、淋巴细胞杀灭肿瘤细胞。 3.1.5对红细胞免疫的影响

刘景田等[17]用灵芝、茯苓等进行试验研究发现中药多糖对红细胞免疫有促进和调节作用，作用机理是提高了红细胞膜相CD35免疫活性,进而促进红细胞与补体致敏酵母菌的粘附作用，从而使RBC.C3bRR（红细胞C3b受体花环率）增高，从而达到调节和增强其红细胞免疫功能的作用。 3.2.抗肿瘤作用

3.2.1抗肿瘤复发转移作用

中药多糖作为血管活性抑制剂发挥抗肿瘤复发转移作用。汪效英等[18]试验得出灵芝多糖能显著对抗血栓形成，减少血栓湿重，缩短血栓长度；显著延长部分凝血活酶时间，抑制血小板聚集，但对血小板数无影响。大剂量还有降低纤维蛋白原含量，缩短凝血酶和凝血活酶时间的作用。

3.2.2对Ｓ180肉瘤的抑制作用

唐省三等[19]用猴头菇、香菇、茯苓3种真菌的多糖，配以葡萄籽多酚和甘草酸，制成复合多糖，研究复合真菌多糖对小鼠Ｓ180肉瘤的抑制作用，发现复合多糖Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组荷瘤和香菇多糖组动物的瘤重、抑瘤率、瘤体比与荷瘤模型组相比均有明显的抑制作用。香菇多糖组亦有明显的抑制作用，但远不及复合多糖各组的作用效果。 3.2.3对Ｂ16肿瘤的抑制作用

张伟云[20]等用铜绿假单胞菌分离纯化出胞外多糖（PEP）实验，发现ＰＥＰ组对Ｂ16肿瘤细胞的生长皆有显著的抑制作用，并且随着浓度的增加，其抑制程度亦增加，当浓度为6．25ｍｇ/Ｌ时，差异有显著性；而当浓度为12．5ｍｇ/Ｌ时,其差异性有非常显著性。 3.2.4对Lewis肺癌的抑制作用

孙赛[21]等发现从海洋真菌中分离出的一种多糖YCP，可明显抑制Lewis肺癌的生长。 3.3.降血糖作用

现己发现具有降血糖活性的真菌多糖有灵芝多糖、虫草多糖、云芝多糖、银耳多糖、毛

木耳多糖、猴头多糖和木耳多糖。Hidino等[22]从灵芝子实体中分离得到两种具有降血糖活性的多糖Ganodetan A和Ganodetan B，对正常小鼠及四氧嘧啶诱发的高血糖小鼠都有明显降糖活性。 3.4.抗病毒作用

真菌多糖的抗病毒作用主要是利用其结构相似，通过免疫调节机制产生宿主免疫功能，以抗病原体的侵袭。许多研究证明，多糖对多种病毒，如艾滋病毒（HIV1）、单纯孢疹病毒（HSV1，HSV2）、巨细胞病毒（CMV）、流感病毒、囊状胃炎病毒（VSV）等有抑制作用。另有研究表明，香菇多糖对泡状口炎病毒感染引起的小鼠脑炎有显著疗效和预防作用，对阿伯耳氏病毒和十二型腺病毒感染也有效。裂褶菌多糖可提高感染仙台病毒(sendai virus)小鼠的存活率，且有效抑制病毒的扩散。带有肽残基的云芝硫酸酯化多糖抗爱滋病病毒（HIV），作用效果与SO42-基的量成明显的比例关系。香菇多糖、灵芝多糖等对抗慢性肝炎也有显著疗效。

3.5.抗白血病作用

研究证明：杂色革盖菌多糖、猪苓多糖、茯苓多糖有抗白血病的作用[23]。 3.6.抗氧化作用

已发现许多真菌多糖具有清除自由基、提高抗氧化酶活性和抑制脂质过氧化的活性，起到保护生物膜和延缓衰老的作用。从长白山野生云芝(coriolus versicolar)中提取的彩云多糖(cvPs)，给予荷瘤或受γ射线全身照射的小鼠，能使多种脏器和细胞内soD活力升高、脂质过氧化物(LipidPeroxide，LPO)水平下降[24]。 4.真菌多糖的研究展望

目前，国内外对真菌多糖的研究及开发利用进展得很快,在真菌多糖的分离提取、化学组成、结构分析、生物活性等方面做了大量的工作,发现了许多具有独特功能的多糖。由于真菌多糖具有抗肿瘤、免疫调节、抗凝血、抗病毒、降血脂等多方面的生物活性,真菌多糖产品的研制已成为一个热点。目前许多食用真菌产品已投放市场,以真菌多糖作为功能添加剂的保健食品也相继出现,并且多种真菌多糖已被制成药品。但是,对于未开发的真菌资源来说,还需要进一步加强研究和开发的深度和广度,进一步了解真菌多糖的化学结构、生物活性和构效关系,使真菌多糖在食品工业、发酵工业、医疗保健等领域得到更广泛的应用。

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