多糖构效关系研究进展

多糖构效关系研究进展*

邱

琳

辛现良耿美玉△

（中国海洋大学医药学院山东青岛266003）

摘要：随着化学和生物技术的飞速发展，多糖已经成为生命科学研究的热点领域之一，其结构和生物活性的关系对于新药的研发显得尤其重要。本文从多糖结构与其三大活性抗肿瘤、抗病毒、抗凝血的角度，具体阐述多糖的结构如主链结构、取代基修饰、分子量、聚合度等对生物功能的影响，为定向合成设计糖类药物和先导化合物的改造提供参考。关键词：多糖；构效关系；抗肿瘤；抗病毒；抗凝血中图分类号：

Q53，R914文献标识码：A 文章编号：1673-6273（2009）

09-1764-05Advances in the Structure-Function Relationships of Polysaccharides*

QIU Lin,XIN Xian-liang,GENG Mei-yu △

（Marine drug and food Institute,Ocean university of China,Qingdao266003,China ）

ABSTRACT:In the past several years,a lot of novel polysaccharides have been discovered,and their biological and pharmacologi-cal functions have also been detected.This paper reviews the recent researches on the relationship of structure and function of polysac-charides,especially on the activity of anti-tumor,antivirus and anti-coagulant.The relationships of structures of polysaccharides such as the main chain,substitution groups,molecular weight and polymerization degree,and the activities are summarized.It is expected to be helpful for the target-oriented synthesis of polysaccharide drugs and lead compounds optimization.

Key words:Polysaccharides;Structure-function relationship;Anti-tumor;Anti-virus;Anti-coagulant Chinese Library Classification （CLC ）:Q53,R914Document code:A Article ID:1673-6273（2009）

09-1764-05*基金项目：国家重点基础研究发展规划（973）资助项目（2003CB716400），国家自然基金项目（30772612）作者简介：邱琳（1983-），女，硕士。研究方向：糖化学与糖生物学。E-mail ：*******************△通讯作者：耿美玉（1963-），教授、博士生导师，973首席科学家。E-mail ：**************.cn （收稿日期：2009-01-10接受日期：2009-02-28）

1概述

多糖是来自于高等植物、动物细胞膜以及微生物细胞壁中的天然大分子，是自然界含量最丰富的生物聚合物，由10个以上单糖通过糖苷键连接而成。有机体内多糖作为一种重要的信息分子的受体，参与了分子识别、细胞黏附以及机体防御等过程的调节。

多糖作为药物，具有抗肿瘤、抗病毒、抗凝血、抗尿路结石、降血糖、免疫调节、抗感染等生物活性，且毒副作用低，不良反应少，备受青睐[1,2,3]。

现在多糖已成为天然药物及保健品研发中的重要组成部分，当今世界排名前十大制药公司中的九大公司都有糖类药物研发，其中塞诺菲-安万特公司和葛兰素史克公司研发的糖类药物就要18种之多，如多糖依诺肝素（Lovenox ）是塞诺菲-安万特公司的拳头产品。2002年全球糖类药物及保健品的销售额己超过193亿美元[4]。根据Thomson Pharma 数据库目前基于糖的上市药物世界上至少有21种，现注册正在进行临床前和临床研发的聚糖（寡糖和多糖）类药物有137种，分布在63个国家和地区[5]。我国十分重视糖类药物的开发，国家科技部亦把“糖生物学与重大疾病发生发展的机制研究”列入了未来十年对生物经济引领作用的重大生命科学的应用基础研究课题题目。但是多糖结构的复杂性大大限制了糖类药物的进一步研究，而其生物活性的多样性正是来源于结构的复杂性，因此多

糖结构与相应的活性之间的关系即构效关系的研究对定向设计药物结构，研发新药具有重要的指导意义。多糖结构的分析是糖化学研究者一项具有挑战性的任务，源于糖结构中单糖组成、多种异构体、糖元连接顺序、取代基的位置和含量及其三维结构。当其中任意的组成发生变化，其活性可能相应的改变[6]。本文就近几年来多糖结构与抗肿瘤、抗病毒、抗凝血等生物活性的关系及其机制作一介绍，重点阐述多糖的抗肿瘤和抗病毒活性的构效关系，为定向合成设计糖类药物和先导化合物的改造提供参考。

2多糖的结构与抗肿瘤活性

2.1多糖抗肿瘤活性与硫酸基数量、位置相关

抗肿瘤活性的多糖一般含有硫酸基，天然多糖经过硫酸酯化结构修饰后，其抗肿瘤活性增加。Satoru Kayanagi 等研究发现天然岩藻依聚糖在硫酸根含量约为32.6%，经过人工硫酸化修饰后得到过硫酸化修饰后的岩藻依聚糖，硫酸根含量为56.7%，并且从抑制人脐静脉内皮细胞HUVEC 的增殖、减少VEGF165与HUVEC 细胞膜上VEGFR-2结合和抑制VEG-FR-2磷酸化三个方面比较了两者抑制肿瘤新生血管生成，发现过硫酸化修饰后的岩藻依聚糖比天然的岩藻依聚糖抑制肿瘤细胞血管生成的作用更强[7]。史宝军等从灰树花发酵菌丝体中获得水不溶性多糖GAP ，经氯磺酸一吡啶法硫酸化修饰后