多糖高级结构研究方法

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多糖的结构及其生物学功能研究进展

食品科技多糖的结构及其生物学功能研究进展郭　杰，贾国军，陶　蕾，王瑞雪（兰州职业技术学院，甘肃兰州 730070）摘要：多糖绿色安全，且具有多种药理作用，得到了人们的广泛研究。

生物多糖结构复杂，目前相关研究主要集中于多糖的一级结构。

近年来的研究表明，多糖具有多种生物学功能，包括抗肿瘤、降血糖、抗辐射、增强免疫力和抗氧化等作用，在保健、医药领域具有十分广阔的应用前景。

本文从化学结构和生物学功能两方面介绍了多糖的研究进展。

关键词：多糖；结构；生物学功能Research Progress on Structure and Biological Function ofPolysaccharidesGUO Jie, JIA Guojun, TAO Lei, WANG Ruixue(Lanzhou V ocational and Technical College, Lanzhou 730070, China) Abstract: Polysaccharide is green, safe and has a variety of pharmacological eﬀects, which has been widely studied. The structure of biological polysaccharides is complex. At present, relevant research mainly focuses on the primary structure of polysaccharides. Recent studies have shown that polysaccharides have a variety of biological functions, including anti-tumor, hypoglycemic, anti radiation, enhancing immunity and antioxidation. They have a very broad application prospect in the ﬁeld of health care and medicine. This paper introduces the research progress of Polysaccharides from two aspects of chemical structure and biological function.Keywords: polysaccharide; structure; biological function多糖（Polysaccharides）是一类由单糖为基本单位，通过糖苷键连接而成的生物高分子化合物，是构成生命体的4大生物大分子之一，在机体的新陈代谢中作为信息受体参与多种信号传导[1]。

茯苓多糖的提取、结构、活性和作用机理研究进展

圆园21年4月第42卷第8期DOI ：10.12161/j.issn.1005-6521.2021.08.028食品研究与开发茯苓（Poria cocos ）为多孔菌科真菌茯苓Poria co 原cos （Schw.）Wolf 的干燥菌核，是我国重要的传统药物之一[1]。

作为一种药食同源的物质，我国传统医学认为茯苓有利水渗湿、健脾和宁心的功效，可以用来治疗水肿、小便不利等。

研究发现，茯苓中多糖成分约占菌核干重的70%耀90%[2]，其余为三萜类化合物、甾体类、蛋白质等成分[3]。

自20世纪70年代报道茯苓多糖抗肿瘤作用以来[4]，茯苓多糖的功效报道集中于免疫活性调节、抗肿瘤、抗氧化等作用[5]。

茯苓中的多糖不易溶于水，经过结构改性后得到溶于水的茯苓多糖，抗肿瘤活性得以提高[6-7]。

因此，研究如何高效提取茯苓多糖及后续的活性、结构研究成为研究的热点。

本文综述了茯苓多糖的提取、结构研究、功能活性机制及安基金项目：国家重点研发计划（2018YFC1602106）作者简介：刘星汶（1995—），女（汉），硕士研究生，研究方向：生物活性多糖。

*通信作者：杨继国（1977—），男，教授级高级工程师，博士，研究方向：食品生物化学。

茯苓多糖的提取、结构、活性和作用机理研究进展刘星汶1，徐晓飞2，刘玮2，赵云鹏1，张尚微1，沈艺楠1，杨继国1，2*（1.华南理工大学食品科学与工程学院，广东广州510640；2.华南协同创新研究院，广东东莞523808）摘要：真菌多糖具有悠久的研究历史，且生物活性广泛。

茯苓多糖来源于多孔菌科真菌茯苓（Poria cocos ）的菌核，具有免疫调节、抗肿瘤、抗炎、抗氧化等多种功能活性，成为近年来的研究热点。

该文主要综述茯苓多糖的提取工艺、结构、功能活性、作用机理以及安全性研究进展，最后对茯苓多糖的应用前景进行展望。

关键词：茯苓多糖；提取工艺；功能活性；构效关系；安全性研究Research Progress on Extraction ，Structure ，Activity and Mechanism of Poria cocos -derived PolysaccharidesLIU Xing-wen 1，XU Xiao-fei 2，LIU Wei 2，ZHAO Yun-peng 1，ZHANG Shang-wei 1，SHEN Yi-nan 1，YANG Ji-guo 1，2*（1.College of Food Science and Engineering ，South China University of Technology ，Guangzhou 510640，Guangdong ，China ；2.South China Institute of Collaborative Innovation ，Dongguan 523808，Guangdong ，China ）Abstract ：Fungal polysaccharides have been intensively investigated for a long time ，which exhibited a widerange of biological activities.Poria cocos -derived polysaccharides ，which were obtained from the sclerotia of Poria cocos ，have been proven to have various bioactivities such as immunomodulation ，anti -tumor ，anti -inflammation ，anti-oxidation ，etc.In this paper ，the extraction methods ，structure ，functional activities and the corresponding mechanism of Poria cocos polysaccharides as well as the safety assessment were reviewed.Finally ，the application prospect of Poria cocos -derived polysaccharides was discussed.Key words ：Poria cocos -derived polysaccharides ；extraction method ；functional activity ；structure-functionalrelationship ；safety assessment引文格式：刘星汶，徐晓飞，刘玮，等.茯苓多糖的提取、结构、活性和作用机理研究进展[J].食品研究与开发，2021，42（8）：172-178.LIU Xingwen ，XU Xiaofei ，LIU Wei ，et al.Research Progress on Extraction ，Structure ，Activity and Mechanism of Poria cocos -derived Polysaccharides[J].Food Research and Development ，2021，42（8）：172-178.专题论述172食品研究与开发圆园21年4月第42卷第8期1.2茯苓多糖的结构研究来自茯苓菌核和菌丝体的茯苓多糖大多是以β-（1→3）-糖苷键为主链，伴有少量β-（1→6）-糖苷键的分支葡聚糖[22]。

真菌多糖的化学结构研究

2、主链上糖苷键决定多糖活性
大多抗肿瘤活性的葡聚多糖：(1→3)糖苷键连接。香菇多糖
3、主链构型决定多糖活性
抗肿瘤活性的多糖：β-(1→3)-D-葡聚糖的主链结构。
[1]孔繁利.碱提糙皮侧耳水溶性多糖WPOP-N1的结构解析及抗肿瘤机制研究[D].吉林大学，2012
4、多糖支链长度对活性的影响
一般支链较短的多糖具有抗肿瘤活性
参考文献
[4] Shao-Ping Nie, Steve W. Cui, Aled O. Phillips, et al. Elucidation of the structure of a bioactive hydrophilic polysaccharide from Cordyceps sinensisby methylation analysis and NMR spectroscopy[J].Carbohydrate Polymers. 2011,84:819– 899.
[5] Himani Bhatia, P.K.Guptab, P.L. Soni. Structure of the oligosaccharides isolated from Prosopis juliflora (Sw.)DC. seed polysaccharide[J]. Carbohydrate Polymers.2014,101:438– 443.
2.2、单糖组成分析
XiuJu Du[2]等采用了 HPAEC-PA对3种桦褐孔菌子实体多糖进行了单糖组成分析。
表1 桦褐孔菌多糖的HPAEC-PAD分析
[3] XiuJu Dua, et al. International Journal of Biological Macromolecule.2013,62: 691– 696.

多糖的研究方法及其现状概要

有人认为β-葡聚糖是一种融合诱导剂,它能诱导免疫细胞与肿瘤细胞的融合,从而使肿瘤细胞消失.上述这些作用机制的理论有的虽被初步实验证实,有的却是推测,有待人们去进一步完善.
由此可见,至今活性多糖的研究尚属初级阶段.
多糖的应用可分为两个方面
一类是利用多糖的独特理化性质，如易形成凝胶、高渗透压、高粘度和吸水性，制备医药材料、药物缓释剂、血浆代用品等
多糖
多糖是由十个以上单糖通过糖苷键以共价键形式结合起来的聚糖
（Polysaccharide或glycan）
可用(C6H10O5)n表示，其中n>10
自然界很少存在n为10-30的多糖
匀多糖——只有一种类型的单糖组成的多糖杂多糖——几种类型的单糖组成的多糖
直线型多糖结构取代线状型分枝型环状型
氢键,范德华力,色散力和疏水性等非共
价作用 --------决定了多糖的三级结构
蘑菇类产生具抗肿瘤作用的多糖: 分子量 10万至100万分枝度为2:3至1:5 三股螺旋立体结构的β-葡聚糖
香菇多糖,云芝糖肽,裂褶菌多糖 -------正式在临床上应用
证明在提高机体免疫功能上特别是肿瘤辅助治疗中具有显著作用---受到临床医生的青睐但是,人们期待更有效的活性多糖的问世
但是
多糖的研究必竟起步较晚
----各方面尚须进行深入的研究 ----大量新的活性多糖有待于研究与开发 ----作用机制有待于完善
多糖的构效关系的研究是寻找高活性多糖及深入研究多糖作用机制的基础
最近
机体
作用机理研究
免疫细胞
-------进展快
多糖 ----分子水平
-------激活 --------释放出细胞间传导的信息Cytokine -------再作用于免疫细胞 ---------体内协同作用最终抑制肿瘤生长

植物多糖的结构与活性研究进展_何余堂

植物多糖的结构与活性研究进展何余堂，潘孝明(渤海大学生物与食品科学学院，辽宁省食品质量安全与功能食品研究重点实验室，辽宁锦州 121000)摘要：植物多糖是一类具有重要生理功能并在食品中有广泛应用的生物大分子。

本文综述植物多糖的组成、结构和生理活性，对于植物多糖的开发具有现实意义。

关键词：植物多糖；种类；结构；生物活性；研发Biological Activity and Structure of Plant PolysaccharidesHE Yu-tang ，PAN Xiao-ming(College of Biology and Food Science, Bohai University, Liaoning Provincial Key Laboratory of Food Quality Safety and FunctionalFood, Jinzhou 121000, China)Abstract ：Plant polysaccharides are a variety of biomacromolecules with important physiological functions and broad applications in foods. Composition, structure and physiological activity of plant polysaccharides are reviewed in this article,which will offer practical guidance for their exploitation.Key words ：plant polysaccharides ；variety ；structure ；biological activity ；exploitation中图分类号：TS201.4 文献标识码：A 文章编号：1002-6630(2010)17-0493-04收稿日期：2010-06-29基金项目：辽宁省教育厅高校重点实验室计划项目(2008S003)作者简介：何余堂(1967—)，男，教授，博士，研究方向为食品生物技术与功能性食品。

多糖结构构象及生物活性概述

3·2 3·2·2部分酸水解
• 通过部分酸水解的方法将多糖水解成易于分析的小片段。一般来说，析的小片段。一般来说，吡喃型糖基比呋喃型糖基稳定，己糖比戊糖稳定，基稳定，己糖比戊糖稳定，1-6糖苷键对酸水解相对稳定，主链的糖基比支链的糖基稳定。因此，对稳定，主链的糖基比支链的糖基稳定。因此，通过部分酸水解可以判断糖苷键的断裂次序，通过部分酸水解可以判断糖苷键的断裂次序，推断可能的糖苷键类型。断可能的糖苷键类型。多糖可在温和条件下水解或者在剧烈条件（高温、较高浓度酸）下水解。或者在剧烈条件（高温、较高浓度酸）下水解。在完全水解前，终止水解，在完全水解前，终止水解，可得到不同的寡糖片段和可能的多糖主链，然后综合采用单糖测定、段和可能的多糖主链，然后综合采用单糖测定、甲基化分析和核磁共振等方法可深入解析多糖结构。
•
多糖结构的分析手段很多，多糖结构的分析手段很多，不仅有仪器分析法，如红外、核磁共振、质谱等，分析法，如红外、核磁共振、质谱等，还有化学方法，如部分酸水解、完全酸水解、化学方法，如部分酸水解、完全酸水解、高碘酸氧化、降解、碘酸氧化、Smith降解、甲基化反应等，以降解甲基化反应等，及生物学方法，如特异性糖苷酶酶切、及生物学方法，如特异性糖苷酶酶切、免疫学方法等（见表1）学方法等（见表）
表1 多糖的结构分析方法
3·1 3·1 相对分子质量的测定
• 多糖的相对分子质量可以用量均相对分子质 Mw）、数均相对分子质量（Mn）、）、数均相对分子质量）、重均相量（Mw）、数均相对分子质量（Mn）、重均相对分子质量（Mw）和粘均相对分子质量（Mv）对分子质量（Mw）和粘均相对分子质量（Mv）表示。表示。目前测定多糖相对分子质量的方法主要有渗透压法、蒸汽压法、端基法、光散射法、黏度法、透压法、蒸汽压法、端基法、光散射法、黏度法、超过滤法、聚丙烯酰胺凝胶电泳法、超过滤法、聚丙烯酰胺凝胶电泳法、凝胶过滤法 HPGPC（高效凝胶渗透色谱法）和HPGPC（高效凝胶渗透色谱法）等。HPGPC 测定多糖相对分子质量具有快速、测定多糖相对分子质量具有快速、高分辨率和重现性好等优点，在国内外得到广泛使用。现性好等优点，在国内外得到广泛使用。

多糖的构象研究方法综迹

多糖的构象研究方法综迹多糖物质（Polysaccharides）是构成生物高级组织的重要物质，是最常见的复杂植物碳水化合物。

它们在维持和调节生物系统稳定性方面表现出极高的活性、组成多样性和结构复杂性。

过去几年来，多糖结构构象研究取得了显著进展，得益于几种先进研究方法的支持。

本文就目前用于多糖结构构象研究的主要方法进行综述，主要内容包括：结构表征技术、分子模拟技术、结构分析技术和表征技术。

结构表征技术是多糖构象研究的基础，包括显微镜技术、X光衍射技术和核磁共振技术等。

它们可以测量多糖分子的几何构型，不仅能识别多糖分子的底物，还能准确地表征其形状、大小和官能团分布等。

显微镜技术可用于研究多糖分子的构象，提供了一种量化分析多糖构象和抗原性的方法。

X光衍射技术是一种穿透衍射技术，可以测量多糖分子空间结构，从而获得更准确的构象信息。

核磁共振技术可以快速准确地测量多糖构象，给出更准确的结构表征指标，例如取代官能团类型、取代数量和官能团位置等。

分子模拟技术是多糖构象研究的基础，可以用来预测多糖分子的构象和性质。

它可以提供有关多糖分子结构、性能和作用机制的重要信息，并有助于设计新的多糖。

分子模拟技术主要包括力场模拟、能量最小化和统计力学模拟等。

它们可以帮助我们更好地了解多糖结构的物理化学性质，探索多糖分子的构象调控机制，从而明确其作用机制。

结构分析技术是指在多糖分子构象研究中所应用的技术，可以将多糖分子的空间结构以及其结构表征参数提取出来。

结构分析技术包括几何分析技术、能量模型分析技术和统计分析技术等。

它们可以用于分析多糖结构的物理实体、结构特征、空间构象和结构参数等。

此外，还可以用于比较不同多糖结构的差异，发掘多糖结构之间的关系，并用于设计新的多糖分子及其结构表征。

表征技术是指在多糖结构构象研究中所应用的技术，主要用于描述和分类多糖结构构象。

表征技术主要包括：结构表征技术、序列表征技术和表面表征技术等。

它们可以用于提取多糖分子的序列特征、表面特征、结构特征和功能特征等，更好地了解多糖的构象特性，从而获得更精确的多糖结构构造及功能。

多糖的研究进展

多糖的研究进展摘要：对活性多糖的生物活性及化学结构与构效方面的研究进行了综述分析，并对其发展前景作了介绍。

关键词：活性多糖；生物活性；构效关系1多糖的生物活性1.1活性多糖的抗肿瘤作用在活性多糖的抗肿瘤研究中，人们发现不同生物材料中可以得到多种具有抗肿瘤活性多糖，如从香蕈中得到的香菇多糖(Lentinan)。

Ikekawa 等人发现腔腹注射香菇水溶提取物在很大程度对小鼠皮下移植的内瘤S-180 的生长有强抑制作用。

但其效果不是直接作用移植性癌细胞，而是通过宿主调节而发行作用。

接着人们又在灵芝、云芝、茯苓、银耳等真菌中得到对小白鼠硬肉瘤和艾氏癌肿有不同抑制作用的活性多糖。

1.2活性多糖的免疫功能在一般情况下，多糖对机体特异性免疫与非特异免疫，细胞免疫与体液免疫皆有影响。

免疫多糖作为生物效应调节剂,主要影响机体的网状内皮系统(RES)、巨噬细胞、淋巴细胞、白细胞、NK细胞、补体系统以及RNA、DNA、蛋白质的合成，体内cAMP与cGMP的含量，结果是抗体的生成，淋巴因子及干扰素的诱生增强。

现已证实不同的多糖具有不同的免疫促进作用。

1.3多糖的抗病毒活性及其作用机制Goultet 等人(1960)首次指出，在蘑菇中存在抗病毒物质。

Tsunoda 和Ishida(1969)发现从香菇的菌丝体和孢子中水溶液的提取物对病毒A/SW15 所引起的感冒有一定的疗效。

Tochilura等人发现香菇多糖与3-叠氮-3-脱氧胸嘧啶（AZT）的联合使用对抑制HIV抗原表达比单独使用AZT更强。

近年来，对于多糖衍生物的抗病毒活性的研究，主要集中硫酸脂多糖（Sulfacted polysaccharide）或称硫酸多糖，在研究中发现硫酸酯多糖在抗HIV病毒方面有着特殊的功能，香菇多糖硫酸盐当通过被HIV-III 感染的MT-4 细胞验证时表现出了对HIV 的活跃的抗性。

从海洋海藻(Aghadhiella tenera)分离的硫酸半乳聚糖能在体外抑制HIV-1 和HIV-2 引起的细胞病变,同时也能抑制合胞体的形成。

茯苓多糖的提取、结构及药理作用研究进展

茯苓多糖的提取、结构及药理作用研究进展一、本文概述茯苓，作为一种具有悠久药用历史的中药材，其在中医药领域的应用广泛而深入。

茯苓多糖作为茯苓的主要活性成分之一，近年来受到了越来越多的关注。

本文旨在全面综述茯苓多糖的提取方法、化学结构以及药理作用的研究进展，以期为茯苓多糖的进一步开发利用提供理论支持和实验依据。

本文将概述茯苓多糖的提取方法，包括传统的水提法、醇提法以及现代的微波辅助提取、酶解法等，并分析各种方法的优缺点。

本文将详细介绍茯苓多糖的化学结构特征，包括其分子量、单糖组成、糖苷键类型等，以及近年来在结构解析方面取得的新进展。

本文将重点综述茯苓多糖的药理作用，如免疫调节、抗肿瘤、抗氧化、降血糖等，并探讨其可能的作用机制。

通过本文的综述，期望能够为茯苓多糖的深入研究和应用提供有益的参考和启示。

二、茯苓多糖的提取方法茯苓多糖的提取方法对于其后续的结构研究和药理作用分析具有重要影响。

近年来，随着科学技术的发展，茯苓多糖的提取方法也在不断地优化和创新。

传统的提取方法主要包括水提法、醇提法等。

水提法是以水为溶剂，通过加热煮沸使茯苓中的多糖成分溶解于水中，然后通过浓缩、干燥等步骤得到多糖提取物。

这种方法操作简单，成本低廉，但提取效率较低，且易受到其他水溶性杂质的干扰。

醇提法则是利用醇类溶剂对多糖的溶解性进行提取，常用的溶剂有乙醇、甲醇等。

醇提法相对于水提法，提取效率较高，但成本也相应增加，且需要注意溶剂残留的问题。

随着现代提取技术的发展，出现了许多新型的提取方法，如超声波提取法、微波提取法、超临界流体提取法等。

超声波提取法利用超声波的空化作用、机械振动和热效应等，使茯苓细胞壁破裂，多糖成分更易溶出。

这种方法提取时间短，效率高，但设备成本较高。

微波提取法则是利用微波对物质分子的热效应和非热效应，使茯苓中的多糖成分快速溶出。

微波提取法具有提取速度快、提取效率高、节能环保等优点，但需要注意微波功率和时间的控制。

多糖高级结构解析方法的研究进展_徐航

螺旋结构上，近年来人们发现，硫酸化蛋白聚糖的抗肿瘤活性明显升高，其原因不仅在于化学修饰改善了分子的物理性质，如溶解性，更在于硫酸基团之间的排斥作用促使分子球体结构松散，暴露出某些功能基团，增强了分子与受体的相互作用 [6]。除此之外，具有相对有序球体结构的枸杞多糖与絮状结构的枸杞多糖相比，具有更好的诱导肝癌细胞凋亡的活性 [7]。尽管如此，目前对多糖高级结构与其活性关系的研究仍处于起步阶段，这不仅仅因为多糖自身结构的复杂性及其空间结构的多态性 [8]，更主要的是由于缺乏表征其高级结构动态变化的技术手段。
364
PROGRESS IN PHARMACEUTICAL SCIENCES 2015,39 (5):364-369
多糖高级结构解析方法的研究进展
徐航，朱锐，刘玮，高向东 *
（中国药科大学生命科学与技术学院，江苏南京210009） [ 摘要 ] 研究发现，多糖的生物活性不仅与其一级结构（如分支度、单糖组成及糖苷键连接方式等）有关，而且与其空间结构也密不可分。因此，对多糖高级结构的研究将有助于阐释其构效关系，为寻找具有生物活性的多糖和开发多糖药物提供理论依据。传统的多糖结构分析方法具有一定的局限性，已不能满足多糖研究的需求，而现代物理技术的发展则为多糖高级结构解析提供了新的手段。综述近年来多糖高级结构解析方法的研究进展。 [ 关键词 ] 多糖；高级结构；解析方法 [ 中图分类号 ] Q539；R284.1[ 文献标志码 ] A[ 文章编号 ]1001-5094（2015）05-0364-06
在低于005moll1的氢氧化钠溶液中香菇多糖会以线性圆形以及具有分支的三螺km9wohooohooohooohooohoohoh2cohh2cohhoh2cohooh2coohoch2ohohhoh2cohch2ohhohoohhooh图1香菇多糖重复单元结构figure1therepeatunitstructureoflentinan2差示扫描量热法差示扫描量热法dsc是近几年在差热分析技术differentialthermalanalysisdta基础上发展起来的一种可用于多糖高级结构解析的方法29其不仅可以描述样品与参比物之间的温度变化还可以实时记录热量差与温度之间的变化规律常用于评价高聚物的热稳定性和相容性以及研究高分子物质之间的相互作用3031

多糖的结构测定及应用

ｍｅｈｄｅｅｃｍｍｏｔｏｓｉｅｅｍｉａｉｎｏｒｍａｙｓｒｃｕｅｏｏｙａｃａｉｅ．Ｔｅａｖｎｅｔｃｕｅｄｔｒｔｏｓｗｒｏｎｍｅｈｄｎｄｔｒｎｔｆｐｏｉｒｔｕｔｒｆｐｌｓｃｈｒｓｄｈｄａｃｄｓｒｔｒｅｅ－ｕ
多糖（ｏｓｃｈｒｅ）又称多聚糖，是由醛Ｐｌａｃａｄｓｙｉ
多糖的结构测定及应用
田华，张义明
（．贵州大学昆虫研究所，贵阳５０２；．信阳师范学院生命科学学院，１５０５２信阳４４０；３贵州工业职业技术学院，贵阳５００）６００．５０８
摘要：多糖是由醛糖或酮糖通过脱水形成糖苷键，并以糖苷键线性或分枝连接而成的链状聚合物。本
文就多糖的初级结构和高级结构测定及应用做了综述，初级级结构常用的测定方法有化学分析法、仪器分析法、生物学分析法，高级结构常用的测定方法有ｘ射线衍射法（Ｒ、原子力显微镜法（Ｆ、电子显微ＸＤ）ＡＭ）镜（Ｍ）Ｅ、扫描隧道显微镜（Ｔ、核磁共振（ＭＲ、圆二色谱（Ｄ）目前多糖在医药、食品、动物生ＳＭ）Ｎ）Ｃ。产、烟草、化妆品、环境治理等领域应用广泛。
关键词：多糖；结构测定；初级结构；高级结构；应用中图分类号：Ｔ２２１Ｓ０．文献标识码：Ａ文章编号：１００６—２１（０２００７０５３２１）２— １７— ５
ＳｒｃｕａｅｅｍｉａｉｎｏＯｙａＣａｉｅｎｔｐｌａｉｎｔｕｔｒｌｔｒｎｔｆｐＩｓＣｈｓａｄｉａｐｉｔｄｏｒｄｓｃｏ

多糖的分离纯化及分析

多糖的分离纯化及分析一、多糖的提取方法（一）溶剂提取法1、水提法水提醇沉法是提取多糖最常用的一种方法.多糖是极性大分子化合物，提取时应选择水、醇等极性强的溶剂.用水作溶剂来提取多糖时，可以用热水浸煮提取，也可以用冷水浸提渗滤，然后将提取液浓缩后，在浓缩液中加乙醇，使其最终体积分数达到70%左右，利用多糖不溶于乙醇的性质，使多糖从提取液中沉淀出来，室温静置5h，多糖的质量分数和得率均较高.2、酸碱提法有些多糖适合用稀酸提取，并且能得到更高的提取率。

有些多糖在碱液中有更高的提取率，尤其是提取含有糖醛酸的多糖及酸性多糖。

与酸提类似，碱提中碱的浓度也应得到有效控制，因为有些多糖在碱性较强时会水解。

3、超临界流体萃取法超临界流体萃取技术是近年来发展起来的一种新的提取分离技术.（二）生物酶提取法酶技术是近年来广泛应用到有效成份提取中的一项生物技术，在多糖的提取过程中，使用酶可降低提取条件，在比较温和的条件中分解植物组织，加速多糖的释放或提取。

此外，使用酶还可分解提取液中淀粉、果胶、蛋白质等的产物，常用的酶有蛋白酶，纤维素酶，果胶酶等。

（三）超声提取法超声波是一种高频率的机械波，其主要原理是利用超声波产生的“空化作用”对细胞膜的破坏，有利用植物有效成分的释放，而且超声波能形成强大的冲击波或高速射流，有效地减小、消除与水相之间的阻滞层，加大了传质效率，有助于溶质的扩散。

超声波提取与传统的提取方法相比，有提取效率高、时间短、耗能低等优点。

（四）微波提取微波是频率介于300MHz和300GHz之间的非电离电磁波，微波提取的原理是微射线辐射于溶剂并透过细胞壁到达细胞内部，由于溶剂及细胞液吸收微波能细胞内部温度升高，压力增大，当压力超过细胞壁的承受能力时，细胞壁破裂，位于细胞内部的有效成份从细胞中释放出来，传递转移到溶剂周围被溶剂溶解。

二、多糖的分离纯化（一）多糖的分离采用一般方法提取的多糖通常是多糖的混合物，分级的方法可达到纯化的目的．可按溶解性不同进行分级、按分子大小和形状分级(如分级沉淀、超滤、分子筛、层析等)，也可按分子所带基团的性质分级．1、按溶解性不同分离（1）分步沉淀法分步沉淀法是根据不同多糖在不同浓度低级醇、酮中具有不同溶解度的性质，从小到大按比例加入甲醇或乙醇或丙酮进行分步沉淀．（2）盐析法盐析法是根据不同多糖在不同盐浓度中溶解度不同而将其分离的一种方法。

植物及食用菌多糖的提取、分离纯化及结构分析

食品科技植物及食用菌多糖的提取、分离纯化及结构分析白海娜（吉林化工学院生物与食品工程学院，吉林吉林 132022）摘要：多糖是广泛存在于动植物、微生物中的一类大分子化合物，具有调节免疫力、抗癌、抗氧化、抗衰老等方面的功能作用，本文主要对植物及食用菌多糖的提取、分离纯化及结构分析进行阐述。

关键词：多糖；提取；分离纯化；结构分析多糖又称聚糖，是由分子质量从中等到高分子的聚合物，不同聚糖中单糖的同一性、链的长度、连接单糖的键类型以及链的分支程度等方面不同。

植物及食用菌多糖的结构特征以及生物活性等研究已成为食品和制药的热门研究。

与蛋白质的研究相比，多糖各方面研究还比较落后。

本文主要对植物及食用菌多糖的提取、分离纯化及结构分析进行阐述。

1 多糖的提取1.1 酶解提取该方法是由于酶具有专一性的特征，所以根据酶解反应将植物细胞壁分解成小分子物质，该小分子物质容易溶于提取溶剂，使植物细胞壁被破坏，从而使植物细胞中的有效成分溶出。

此方法的优点是不仅能使植物细胞壁中的有效成分发生降解，使其更容易被提取出来，从而达到使提取率提高或溶剂用量减少的目的；而且还可以对植物药中的部分杂质进行选择性降解，使多糖的提取分离更加容易，同时除了所需的有效成分之外其他的成分还可以收集利用[1]。

尽管该方法在多糖的提取率方面得到了提高，但是在操作过程中温度和pH的变化会严重影响所用酶的活性，且提取的成本相对较高。

1.2 微波提取微波提取多糖的方法又被称为微波萃取技术，该方法是通过微波辐射，使高频电磁波快速穿透被萃取的物质。

因为植物细胞在微波辐射能的作用下吸收了微波能，使植物细胞的内部温度升高，从而导致了组织内部的压力变大，细胞发生破裂，需要被提取的成分在能量的作用下从内部溶出。

该方法在提取多糖时的优势是操作简单、溶剂的使用量消耗少、在操作过程中不会造成污染、多糖提取率高等。

1.3 热回流提取法该方法是在多糖提取方法中最为传统、也是一种操作简单的方法，此方法是根据相似相溶的原理来提取多糖，提取溶剂一般是选择用热水、酸、碱；但是该方法由于在提取过程中温度高、时间长、能量消耗高，容易引起多糖结构以及生物活性发生变化，因此若利用此方法提取多糖，会限制天然多糖产业在市场上的发展。

多糖结构研究的方法和进展_阳佛送

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主要集中在抗感染、抗肿瘤、抗风湿、抗消化道溃疡和增进免疫功能等方面实验与应用。但由于多糖本身的结构复杂，很多特殊的生物活性都与其复杂的空间结构关系密切，因此对多糖结构的研究是开发新一代糖类药物的关键。目前，国内外对多糖结构的研究主要有两个趋势：一是在多糖常规结构分析方法基础上，引入免疫生物化学、ＰＣＲ等现代分子生物学技术，进行多糖化学结构与活性的系统研究；二是借助最新的仪器与计算机模拟技术，研究和模拟多糖在溶液中的构象变化，以研究糖类物质在参与生命活动、产生生物效应时的精细结构。
３一级结构的研究方法与进展
多糖一级结构的研究方法有很多，目前多集中为化学分析方法、仪器（物理）分析方法、生物学分析方法等。但是由于多糖结构的复杂性，决定了任何一种单一的方法都不可能确定多糖的结构，需要多种方法联合使用。３．１经典化学分析方法
Ｎｏ．３．２００８２０１
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积百分含量（Ａｒｅａ％）为：阿拉伯糖４６．０、半乳糖３４．５、鼠李糖６．８２、半乳糖醛酸４．２０、木糖３．０２、葡萄糖２．７４、甘露糖１．６４。３．２．５质谱法（ＭＳ）［３］利用质谱法研究糖类可得到糖链序列连接和结构鉴定方面的重要信息。２０世纪８０年代初发展起来了多种软电离技术，如场致电离（ＦＩ）、场解析电离（ＦＤ）、化学解析或称直接化学电离（ＤＣＩ）、快速原子轰击法（ＦＡＢ）以及电喷雾电离质谱（ＥＳＩ－ＭＳ）和基质辅助的激光解析质谱（ＭＡＬＤＩ－ＭＳ），用飞行时间（ＴＯＦ）检测器来检测，可以弥补多糖的难挥发性、对热的不稳定性以及高度的聚合性不足。特别是ＦＡＢ－ＭＳ，它对于热不稳定或难挥发化合物能给出强的准分子离子，由此可推测其分子量，测定范围可以达到聚合度高于３０的糖分子量。同时在ＦＡＢ谱中，强度大的碎片离子往往是糖链断裂后的各残基离子，据此还可以对糖链进行序列分析。３．２．６电泳技术（１）毛细管电泳（ＣＥ）：该电泳技术不仅可以测定多糖的分子量，还可用于寡糖的组成分析、纯度鉴定和结构归属，并对寡糖的酶解产物进行定性和定量分析，从而得到寡糖链的完整结构。但因绝大多数糖类化合物不带电荷，极性很大，而且没有发色基团或荧光基团，需先进行衍生化、与硼酸盐络合、电离或加入表面活性剂等技术处理。赵燕等［７－９］用高效毛细管区带电泳法分析了南瓜多糖和大黄多糖的单糖组分以及各组分物质的量之比。

多糖的构象研究方法综述

多糖的构象研究方法综述石磊;韩龙;刘超【摘要】多糖具有复杂的多方面的生物活性和功能,多糖的生物活性与它们的链构象密切相关,该文综述了研究多糖分子构象的主要方法(刚果红实验、圆二色谱分析、粘度法、光散射法、尺寸排阻色谱、原子力显微镜)和实验方案,以及影响多糖构象的外在因素.【期刊名称】《曲阜师范大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2012(038)003【总页数】8页(P78-84,112)【关键词】多糖;构象;结构;方法;外在因素【作者】石磊;韩龙;刘超【作者单位】曲阜师范大学生命科学学院 273165 山东省曲阜市;中国科学院上海药物研究所 201203 上海市;曲阜师范大学生命科学学院 273165 山东省曲阜市;曲阜师范大学生命科学学院 273165 山东省曲阜市【正文语种】中文【中图分类】O636.1多糖(polysaccharide)是生命有机体不可缺少的组成部分，是生物体内除蛋白质和核酸外又一类重要的生物大分子.多糖的生物信息量比蛋白质和核酸还要高一个数量级以上，详细探讨多糖的生物学效应具有非常重要的意义.特别是随着蛋白质与核酸研究的深入、多糖参与组织细胞功能活动机制的阐明以及多糖特殊药用价值的凸现，对多糖的认识也愈加丰富.它不仅作为能源和细胞结构材料，而且是一类重要的信息分子.糖结合物在细胞识别、细胞间物质运输和调节免疫功能方面起着不可替代的作用.相关研究表明，多糖作为信息分子在机体受精、发育、分化，神经系统和免疫系统衡态的维持等方面扮演重要角色;炎症和自身免疫疾病、老化、癌细胞的异常增殖和转换、病原体感染等生理和病理过程都有糖类的介导;多糖与许多疾病病理过程以及衰老过程密切相关.因此，探索治疗上的多糖先导药物及对其加以改造、合成已成为当今生命科学界、医药学界的热点.2007年4月26日《Nature》发表了以“Glycochemistry＆Glycobiology”为主题的1篇社论和7篇综述［1-8］.药用多糖的研究始于20世纪60年代对真菌多糖抗癌效果的发现［9］.自1986年日本批准香菇多糖(Lentinan)上市以来，国内外已批准临床应用的多糖有香菇多糖、云芝多糖、裂褶菌多糖、牛膝多糖、猪苓多糖等.研究表明，免疫系统的紊乱不仅会产生多种疾病，而且与艾滋病、肿瘤、高血压、糖尿病、衰老甚至精神病的发生均有密切关系.寻找具有良好免疫调节作用的药物已成为当代新药的发展方向之一.在诸多的免疫调节剂中，多糖类最引人注目，现已从天然产物中分离出几百余种多糖类化合物.多糖药理活性的最大特色在于:许多多糖具有免疫调节与抗肿瘤的生物功能，而且对机体几乎无毒性.这一特色受到国内外生物化学家、药理学家的广泛重视，并显示出良好的应用前景.多糖的生物活性与它们的链构象密切相关.例如，目前应用较多的6种具有抗肿瘤活性的真菌多糖，即香菇多糖(Lentinan)、裂褶菌多糖(Schizophyllan)、小核菌硬葡聚糖(Scleroglucan)、可德兰多糖(Curdlan)、霉菌多糖(Cinerean)和β-(1→3)-D-木聚糖，都在水溶液中存在有螺旋结构.如果它们的构象发生变化，则直接影响其抗肿瘤活性.因此，只有弄清楚多糖链分子在溶液(考虑到体内多是液体环境)中的构象，才能深入研究它们的生物活性和构效关系，从而更好地加以利用.多糖的结构远比蛋白质和核酸复杂，但多糖的结构分类沿用了蛋白质和核酸的分类方法［10］.多糖的结构也可分为4个层次，即一级、二级、三级和四级结构，一级结构即初级结构，二、三、四级结构称为高级结构，两者直接决定了多糖的生物活性.多糖的一级结构是指单糖残基的组成及排列顺序、相邻糖基的连接方式、异头碳的构型以及糖链有无分支、分支的位置与长短等.多糖的一级结构本身就非常复杂，有的多糖的单糖残基上还连接有一些取代基团(如甲基、氨基、硫酸基、乙酰基等)，这就使一级结构更趋复杂.二级结构是指多糖骨架链间以氢键结合而形成的各种聚合体，关系到多糖分子中主链的构象，以及侧链的空间排布.三级结构是指多糖链一级结构的重复顺序，单糖残基中的羟基、羧基、氨基以及硫酸基之间的非共价相互作用，导致有序的二级结构在空间形成有规则而粗大的构象.多糖的四级结构是指多糖链间非共价结合形成的聚集体［11］.多糖在溶液中的空间结构和构象对其生物功能有重要影响.需要指出的是，多糖的高级结构与构象并没有严格的区别，本文所述的多糖的构象基本对应于上述的多糖的二级结构.按照传统的观点，高分子链构象是指高聚物主链由于C－C单键内旋转造成高分子在空间的各种形态.合成高分子在溶液中可呈现无规线团、半柔顺或半刚性链、棒状链、扁椭球体、球形或球壳等，其中无规线团链构象最为常见［12］.与合成高分子相比，天然高分子具有更复杂的结构，因此其构象更加复杂多变，而且传统的构象定义无法描述多糖链构象.由于存在单糖单元差异以及不同连接方式的糖苷键，多糖分子在溶液中具有多种形态，即多糖的构象.多糖分子链在溶液中的可能构象如图1所示［13，14］，主要有无规线团状、单螺旋、双螺旋、三螺旋、蠕虫状、棒状和聚集体等.例如，线形α-或β-(1→3)-葡聚糖由于空间位阻较小，具有较大内旋自由度而呈现无规线团链构象;带有一定量侧链的β-(1→3)-D-葡聚糖则容易产生分子内和分子间氢键，形成三螺旋链构象，等等.图2显示的是三螺旋裂褶菌葡聚糖(Schizophyllan)链的构象模型［15］.在该多糖链中，分子内氢键维持螺旋状，分子间氢键维持其三股链束缚在一起.多糖分子链葡萄糖单元的2－OH侧是疏水面，而6－OH侧是亲水面，其三螺旋结构是由螺旋内部的2－OH基团之间氢键支撑形成的稳定结构.这种三螺旋结构的内腔相应疏水，类似环糊精的内腔.多糖分子的构象主要由它在稀溶液中的分子参数确定，同时也可利用先进的显微技术直接观察［16］.构象研究的主要内容有多糖的各种分子量及其分布，链的尺寸及状态，主链和侧链的相互作用，以及多糖分子的形貌特征等.研究方法主要包括刚果红实验、粘度法、静态和动态光散射、尺寸排阻色谱、荧光光谱、核磁共振、小角度X-射线散射、原子力显微镜、透射电镜和示差扫描量热法等.现对常用的研究方法予以介绍.2.1.1 概述刚果红(Congo red)是一种染料，分子式为C32H22N6O6S2Na2(如图3).它在化学上广泛用作酸碱指示剂，当pH低于3.0时呈蓝色，高于5.2时呈红色.在多糖的构象研究中，刚果红有一个较大用途，即在碱性介质中，研究多糖-刚果红复合物的最大吸收波长(λmax)可以得到多糖构象的有关信息.刚果红可与具有三股螺旋链构象的多糖形成复合物，复合物的λmax与刚果红相比发生移动.在一定的NaOH浓度范围内，表现为λmax的特征性变化(变为紫红色).当NaOH溶液浓度大于0.3 mol/L时，λmax急剧下降.一般地，在NaOH浓度0-0.5 mol/L范围内，根据所研究多糖的水溶液与刚果红形成配合物的λmax的变化情况，可判断出所研究多糖是否具有三螺旋结构［18］.2.1.2 方案［18，19］(根据所研究多糖的具体情况，可进行适当调整)取100 mg多糖样品溶于适量蒸馏水并定容至50 mL，多糖浓度为2.0 mg/mL.配制浓度为24.4 mmol/L的刚果红溶液50 mL，2.0 mol/L的NaOH溶液50 mL. 取4.0 mL多糖溶液与2.0 mL刚果红溶液混匀，加入一定体积的NaOH溶液，混合溶液总体积为8.0 mL，不足部分加蒸馏水补足.NaOH的浓度变化范围为0-0.5 mol/L，浓度梯度为0.05 mol/L.最终的混合体系中多糖浓度均为1.0 mg/mL，刚果红为6.1 mmol/L，混匀，室温放置30 min后，用紫外-可见分光光度计于200-700 nm范围内扫描各溶液的最大吸收波长.另外按照上述方法配制不同NaOH浓度的刚果红溶液，作为对照.以NaOH溶液浓度为横坐标，λmax为纵坐标作图.2.2.1 概述一束平面偏振光可以看成由频率和振幅相同的左、右圆偏振光叠加而形成的.当这两束偏振光通过光活性介质时，如果它们的波长在该光活性的生色团的吸收范围内，由于光吸收的不同，透射后的两束光的振幅有不同程度的减少，这样透过光的叠加就形成了一个椭圆偏振，这种现象称为圆二色性(circular dichroism，CD).通过记录不同波长处所对应的椭圆率θ，就得到圆二色谱.圆二色谱可以提供分子的绝对构型、构象等信息，是研究有机物分子(包括生物大分子)三维结构的有效方法［20］.多糖，尤其是中性多糖，因缺乏在一般紫外区的光谱活性，难以直接获得由CD分析提供的结构信息，因此通常先将多糖进行结构修饰，或将多糖与刚果红配合，然后测定圆二色谱来推测多糖的构象.2.2.2 实验方案(根据所研究多糖的具体情况，可进行适当调整)仪器:J-180圆二色谱仪(CD)，Jasco公司产品.检测温度为室温，狭缝宽度为1 nm，扫描速度为100 nm/min，扫描范围为180-400 nm.圆二色谱分析［21］:取10 mL 2.0 mg/mL的多糖水溶液，定容于50 mL的容量瓶中;另取10 mL 2.0 mg/mL的多糖水溶液，加4 mL 0.2 mmol/L的刚果红溶液，再加25 mL 0.1 mol/L的NaOH溶液，定容于50 mL的容量瓶中.室温采用CD色谱分析，扫描范围为180-400 nm.以波长为横坐标，CD值或椭圆率θ为纵坐标作图.2.3.1 概述粘度法是测量高分子分子量的相对方法.高分子-溶剂间的热力学相互作用决定高分子线团体积，一定质量高分子的流体力学体积用其特性粘度(［η］)来表示.高分子溶液的粘度与分子量、分子形态、支化度、高分子与溶剂分子间相互作用以及分子链在溶液中的穿流行为有关.将［η］代入相同高分子在同一溶剂和温度下建立的Mark-Houwink方程:［η］=KMα，可求出高分子的粘均分子量(Mη).另外，由Mark-Houwink方程中的指数α可初步判断高分子在溶液中的链构象.多糖的［η］值在不同条件下的变化可反映出它在溶液中的构象转变.一般地，多糖溶液的特性粘度(［η］)用乌氏毛细管粘度计于(25±0.1)℃测量.选择溶剂流出毛细管时间适当长(如t0=160 s)的粘度计，由此可忽略动能校正.用逐步稀释法按以下的Huggins和Kraemer方程，将浓度(c)外推至零计算［η］:其中，k'和k″为多糖在某温度下某溶剂中的常数，ηsp/c为比浓粘度，(lnηr)/c为比浓对数粘度［22］.2.3.2 实验方案将多糖样品配成0.5 mg/mL(浓度可根据所研究多糖的具体情况，进行适当调整)的水溶液，用乌氏毛细管粘度计于(25±0.1)℃水浴中进行测定［23，24］.以水作溶剂，用逐步稀释法得到不同多糖浓度下溶液流过毛细管的时间，通过上述两个方程，可求出多糖在水中的粘度.如果以NaOH溶液作溶剂，用逐步稀释法亦可测出一定碱浓度下的多糖的粘度.另外，还可用不同浓度的NaOH溶液作溶剂(保持多糖浓度不变)，分别测定多糖－NaOH溶液的粘度，以［η］为纵坐标，NaOH溶液浓度为横坐标作图，得到不同碱浓度下的特性粘度－浓度图.根据图中［η］值的变化，可分析多糖在溶液中的构象发生的变化.2.4.1 概述静态激光光散射(laser light scattering，LLS)主要依据多糖溶液中光的散射性质与多糖分子质量、尺寸、浓度有关的特性，检测多糖的分子量、链尺寸和形态等［25］.如，由光散射仪测得不同浓度(c)的多糖溶液在不同散射角(θ)下的散射光强(Iθ)数据，可按以下公式求取多糖的重均分子量(Mw)、均方旋转半径(〈S2〉z1/2)和第二维利系数(A2).其中，式中Rθ为瑞利因子，I0、Iθ分别为入射光和散射光强，r为光源到测量点距离，K为光学常数，n为溶剂折光指数，λ0为激光在真空中的波长(nm)，NA 为阿佛加德罗常数.另外，还可用Zimm拟合方法、Debye或Berry等拟合方法处理实验数据，通过测定不同分子量级分的与Mw数据，建立二者的函数关系，可初步判断多糖分子在溶液中的链构象.动态光散射(dynamic light scattering，DLS)主要测量散射光强随时间的涨落，故称为“动态”.其基本原理是当一束单色、相干光沿入射方向照射到多糖稀溶液中，该入射光被溶液中的粒子(包括多糖大分子)向各个方向散射.由于粒子的无规则布朗运动，各个方向的散射光在一定距离互相干涉或叠加，导致检测器检测到的散射光强I或频率ω随时间涨落，并产生多普勒效应(Doppler effect).平动扩散系数(〈D〉)是由动态光散射得到的最简单信息，由〈D〉可求得多糖在稀溶液中的平均流体力学半径(〈Rh〉).通过静态、动态光散射可得到多糖在稀溶液中的Mw、均方根旋转半径(〈Rh〉等数据，由Rg和Rh可得到结构参数ρ(=Rg/ Rh)，它是与多糖链构象相关的参数.小角度X-射线散射(small angleX-ray scattering，SAXS)也被应用到多糖构象的研究中.SAXS依靠原光束附近很小角度内电子对X-射线的漫散射现象，可用于测量1-100 nm的尺度范围的分子结构.SAXS能够提供多糖溶液从稀到浓乃至固态的链构象信息，而且可测量多糖的固态、液态样品.2.4.2 实验方案仪器:配备有He-Ne激光源(激光波长λ=633 nm)的多角度激光光散射仪，在25℃检测不同角度(43-152°)的散射光信号.多糖样品溶于0.2 mol/L NaCl水溶液或无水二甲亚砜(DMSO)中.所有多糖溶液和溶剂在测量前须进行光学纯化，即先用G4砂芯漏斗过滤，然后用0.2 μm微孔过滤器过滤，滤液直接进入光散射池中测量.示差折光指数增量(dn/dc)用示差折光仪于633 nm和25℃测量.用Astra软件采集散射信号，根据上述方程分析和处理数据，可求出2.5.1 概述尺寸排阻色谱(size exclusion chromatography，SEC)，又称凝胶渗透色谱(gel permeation chromatography，GPC)，其基本原理是依据多糖分子渗透进入多孔填料孔洞中的几率对其分子尺寸的依赖关系，得出多糖分子尺寸大小随保留时间(或保留体积)变化的曲线，即分子量分布色谱图.SEC是测量多糖分子量的相对方法，且需要制作标准样品的洗脱曲线.当选用的标准样品与待测多糖的结构或链刚性相差较大时，测得的多糖分子量的误差较大.但是，尺寸排阻色谱和激光光散射联用(SEC-LLS)则成为绝对方法，可直接测定和多分散系数(Mw/Mn).2.5.2 实验方案采用SEC-LLS测定多糖样品的和Mw/Mn.仪器:配备有He-Ne激光源(激光波长λ=633nm)的多角度激光光散射仪，用超纯甲苯对激光光散射仪进行校正.用标准样品普鲁兰(pullulan，Shodex Standard P-10)进行归一化.尺寸排阻色谱装置分别使用水体系的TSK-GEL PWXL G4000(7.8×300 mm)色谱柱和示差折光检测器(RI-150).用具有浓度梯度的NaCl水溶液校正示差折光检测器.多糖样品分别溶于0.9%NaCl水溶液中，多糖浓度为2.0 mg/mL.搅拌24 h使其充分溶解.测量前溶液和溶剂都须光学纯化，即先用G4砂芯漏斗过滤，然后用0.2 μm微孔过滤器过滤.流动相为0.9%NaCl水溶液(0.2 μm微孔过滤器过滤，超声脱气)，测试温度25℃，进样量200 μL，流速1.0 mL/ min.用Astra软件采集散射信号并分析数据［26］.2.6.1 概述原子力显微镜(atomic force microscope，AFM)是近十几年发展起来的研究多糖构象的有力工具.它超越了光和电子波长对显微镜分辨率的限制，可在三维立体上观察多糖分子链形貌和尺寸，并能获得探针与多糖分子链相互作用的信息.因此，AFM可以在接近生理环境的条件下，用特殊的原子探针(atom probe)对多糖大分子的形态和构象进行直接观察和研究［27］.2.6.2 实验方案仪器:原子力显微镜(PicoScan，Molecular Imaging)将已达高效液相色谱纯的多糖样品用超纯水溶解，配制成浓度为1.0 μg/mL的溶液.用微量移液枪吸取5.0 μL滴在新剥离的云母上，自然风干后置于原子力显微镜上测试.图像在Tapping模式下获得，测试在室温和大气环境中进行.湿度为50%-60%，探针为Si3N4，用200 μm长的微悬臂，力弹性常数为0.28 N/m［28，29］.综合上述，刚果红实验和粘度法是研究多糖链形态变化和尺寸的最简便方法，对仪器设备的要求也不高，尤其当多糖溶液的温度、压力、溶剂组分发生变化时，其构象转变很容易通过λmax、［η］或ηsp/c显示出来.不过，粘度法是相对方法，必须依靠其它的绝对方法进一步确定.光散射法是测定多糖重均分子量(Mw)和尺寸的绝对方法，可直接给出多糖链构象的参数，并能精确反映链构象的转变，适用于103-108分子量范围的多糖.但是光散射法对样品和溶剂纯度要求较高，当多糖溶液中存在聚集或多糖分散度很大时，往往不能给出真实的链构象参数.将尺寸排阻色谱和激光光散射联用(SEC-LLS)可以节约样品用量，并能研究稀溶液中多糖链构象.原子力显微镜可以给出多糖链的直观形貌，需要的样品量少，但需要用光散射法测量的参数来分析它得到的图像是否真实反映它的单股链还是聚集体构象，另外对仪器设备要求较高.小角度X-射线散射法(SAXS)能够提供多糖溶液从稀到浓乃至固态的链构象信息，而且可测量多糖的固态、液态样品.与光散射法相比，它可以测量固态多糖样品，其测量的多糖分子结构的尺度范围为1-100 nm，而光散射法可测量的尺度范围为10-1000 nm［13］.除上述方法外，目前研究多糖构象的方法还有荧光光谱、核磁共振、透射电镜和示差扫描量热法等，限于篇幅，本文不再赘述，有兴趣的读者可自行查阅相关资料. 多糖在溶液中的构象主要与多糖链结构、分子内和分子间作用力以及溶剂有关.多糖分子作用力主要包括氢键、偶极相互作用、疏水的力、静电力等非共价作用力.因此，很多外来因素如温度、pH值、变性剂、金属离子等都能对溶液中的多糖构象产生影响［30］，下面进行简要介绍.多糖链是由单糖残基通过－O－醚键来连接的，自由度与柔性较大.多糖链上自由羟基很多，易形成氢键，因此糖链间相互缔合的情况是普遍的.某些多糖在水溶液中用光散射法、粘度法、凝胶色谱柱法测相对分子质量的结果，比在二甲亚砜(DMSO)中测得的相对分子质量结果要大.某些多糖在水溶液中与NaCl溶液中所测相对分子质量也是不同的.多糖链在水溶液中有缔合现象，在二甲亚砜中则无.在水溶液中的缔合可用稀NaCl 溶液解缔合.用凝胶柱层析测多糖的相对分子质量时，不宜用水作洗脱剂(一般用一定浓度的盐溶液，如NaCl溶液)，否则结果偏大.真菌多糖中的云芝多糖、斜顶菌多糖［31］、树舌多糖［32-34］、裂褶菌多糖［35，36］、香菇多糖等均为β－(1→3)－葡聚糖，均为三股螺旋链.这类多糖均可与刚果红形成复合物，在0-0.5 mol/L NaOH范围内，表现为最大吸收波长的特征变化(变成红紫色).非β－(1→3)－葡聚糖或其它多糖链则不能与刚果红产生此颜色反应.但是，β－(1→3)－葡聚糖的主干链的长短、支链的长短、有无支链等均可影响三股螺旋链的稳定性.对结构相似的多糖，主干长、相对分子质量大的与刚果红形成的复合物稳定，表明三股螺旋链稳定;另外，分支度高的不稳定.β－(1→3)－葡聚糖的三股螺旋链在NaCl溶液或二甲亚砜(DMSO)中则解聚，这种构象的转变在DMSO混合溶剂体系中可看到构象的转化点.多糖链因大分子链柔性大易变性，但也易复性.多糖水溶液在25-30℃时，ηsp/c基本不变，至40℃时ηsp/c急剧下降，60℃时降至最低;但经8.0 mol/L尿素于60℃处理30 min的多糖样品的ηsp/c则基本不随温度变化.这表明后者已发生变性，成为无序构象，前者为有序螺旋构象，40℃时开始向无序构象变化，且为可逆过程.大多数植物多糖和真菌类多糖可用热水或蒸煮的方法进行提取，即是因为多糖加热后虽发生变性，但冷却后仍复性不变.不过多糖样品脱水干燥时，温度稍高则变性，且水溶性降低.因此，建议采用真空低温(不超过40℃)和冻干法对多糖样品进行脱水干燥，其中冻干法能使多糖在低温和减压状态下迅速干燥，避免了糖苷键的断裂，而且经冷冻干燥的多糖溶解性明显强于经直接干燥的多糖.这是由于缓慢干燥时，存在于多糖分子周围的水分子逐渐被抽除，多糖分子间借范德华力而紧密结合，使表观分子量显著增加，从而水溶性降低［37］.pH值对多糖在水溶液中构象的稳定起较大作用，pH值过高或过低均可引起变性，这点从多糖水溶液的ηsp/c变化可观察到(如图4)［30］.在中性pH值附近，氢键稳定，构象稳定;在较低或较高pH值时，氢键多受到破坏，多股或单股螺旋构象发生变化.变性剂(如尿素等)如对多糖溶液产生较大的变性作用，需要达到一定浓度.当尿素浓度在0-6.0 mol/L时，ηsp/c逐渐下降，至8.0 mol/L时降至最低，表明在多糖水溶液中尿素浓度大于6.0 mol/L时，多糖构象发生显著变化.温度、pH值和变性剂均可使多糖变性，但移去这些因素，则多糖溶液大多可复性. 多糖能与多种金属离子形成络合物，络合后构象大多发生变化，但同样常常也是可逆的，即移去金属离子后，则恢复其构象［30］.Fe3+在碱性条件下与多糖可以表面络合形成与铁蛋白类似的结构.FeCl3与NaOH(形成聚合的β－FeOOH铁核)滴加到多糖溶液中，生成多糖铁.它含有铁核，多糖是其表面络合配体，相对分子质量较原来增大很多.大多数可溶性多糖如淀粉、糖原、右旋糖酐、人参多糖、人参果胶等均可与Fe3+形成多糖铁表面络合物.络合后糖链构象发生变化，如淀粉已无碘颜色反应.中性多糖与铁络合时，需加柠檬酸，酸性多糖则不需加柠檬酸(如果胶).糖原较淀粉络合铁的能力稍差，可能是由于糖原中具有较多的分支.制备多糖铁或许可成为开发铁剂的途径之一.Ca2+可与含羧基的酸性多糖作用，多糖中羧基的含量不同，结合Ca2+的量亦不同，溶解度也不同，这还常用于多糖的分级分离.从人参的茎、叶中分离出含有α－(1→4)－半乳糖醛酸为主链的杂多糖，加入CaCl2后，构象发生明显的变化.如果除去Ca2+(透析或用螯合剂EDTA)，则构象恢复.Ba2+也有相似的情况.钙剂的制备也可用此类方法.Cu2+可与甘露聚糖形成铜络合物，这也常用作分离纯化甘露聚糖的一个方法［38］.利用Fehling试剂，从酵母和小皮伞中提取甘露聚糖均获得较好效果.多糖与Fehling试剂络合前后的圆二色谱图有很大不同，表明多糖构象发生了变化.多糖与Fehling试剂铜形成的络合物可加酸破坏，恢复成原来的多糖.另外，Pb2+(醋酸铅溶液)对葡聚糖有较灵敏的选择性，曾用来对树舌多糖进行分级.金属离子与多糖链形成各种各样的络合物而引起构象变化，除去金属离子后则恢复。

多糖的结构分析与生物活性研究进展

上的应用，以及多糖在调节免疫、抗肿瘤、抗病毒、抗辐射、降血糖、降血脂等生物活性方面的研究进展进行了综述，并就该领域存在的问题，以及多糖的应用前景进行了讨论与展望．关键词：多糖；结构；生物活性
中图分类号：５９Ｑ３
文献标识码：Ａ
Ａｓｒｃ：ｈｐｆａｏｅｉｌｎｌｉａｄｓｅｄｔｔｅｍｔｏｓａｓｐｃｏｅｒＭＳ，ｕｌ— ｂｔｔＴｅａｐｃｆｎｏｃｍｃａｓｍｅｃｖｅｄ —ｍｓｅｔｍｔ（）ｎｃａｉｉｆｈａａｙｓｎｏｅｉｈｓｒｅｅ
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Ｋｅｒｓｏｙａｃａｉｅ；ｓｒｃｒｎｌｓｓｂｏｏｉａｃｖｔｙｗｏｄ：ｐｌｓｃｈｒｓｔｔｅａａｙｉ；ｉｌｇｃａ过糖苷键连接在一起的天然聚合物．多糖参与细胞的各种生命活动，具或有多种生物学功能，然而并不是所有的多糖都具有生物活性，多糖的活性直接或间接地受到结构的制约．
ａｍｇｅｃｒｓｎｎｅ（Ｍ）ｈｇｒｒｎｃａｉａｌｔｐｏｓＩＣ）ｔｉｆｒｉｏｏｅｒａｎｔｏａｃＮＲ，ｉｐｆｍａｅｃｐｌｙｅｃｏｈｒｉ－Ｅ，ａｍｃｏｅｍｃｓｐｉｅｈｅｏｌｒｅｒｅｓ（ＩＰｏｃｒｃ（ＦｎｄＸ—ｒｙｄｒｔｎ（Ｒ）ｉｐｌａｃａｄｔｃｒｎｌｉｗｒｒｖｗｄｉｔｉｐｐｒＴｅＡＭ）ａａｉａｉＸＤｎｏｓｃｈｒｅｓｕｔｅａａｓｅｉｅｓａ．ｆｃｏｙｉｒｕｙｓｅｅｅｎｈｅｈ

多糖化学改性方法及其生物活性的研究进展

多糖化学改性方法及其生物活性的研究进展摘要多糖的化学修饰是一种重要的多糖结构修饰方法，是增强多糖生物活性、降低其副作用的有效途径。

文中综述了几种目前多糖化学改性常用的无机酸酯化方法，以及目前国内外对于化学改性多糖制备及其生物活性的研究现状。

关键词多糖，化学改性，生物活性，研究进展多糖是存在于众多有机体中一类具有丰富结构多样性的特殊生物高分子，多糖作为某些生物转化识别过程中的关键物质已被人们深入地认识，天然多糖已具有许多优异性能，如抗肿瘤、抗病毒、抗感染、抗氧化、抗诱变等，多糖这些生物活性的发挥与其结构有关，利用糖残基上的羟基、羧基、氨基等基团，对多糖进行分子表面修饰，可以进一步改善多糖的诸多性能，甚至获得具有特定结构的功能新材料。

多糖衍生物的强抗病毒活性已经在临床应用上得到了充分的证明，因而对多糖结构进行适当修饰是多糖领域研究的重点之一。

多糖醚化和酯化反应是最具多样性的多糖改性方法，因为通过这两种方法可以很容易获得各种性能优异具有生物来源的新材料。

本文主要介绍多糖无机酸酯化方法及其生物活性，将新颖的酯化方法、全面的结构解析和明确的的构效关系相结合必将推动多糖在生物工程、医药等诸多领域的应用。

1多糖结构表征方法及部分多糖结构多糖含有易于发生酯化反应的伯羟基、仲羟基和羧基，以及可以转化为氨基化合物的-NH2。

要了解衍生化过程中多糖骨架可能发生的所有结构变化，需在改性前尽可能全面地对多糖结构进行分析。

因为即使多糖类型相同，多糖的化学结构包括分支、糖原连接顺序、链中的氧化部分(如葡聚糖中的醛基、酮基和羧基)和残余的天然杂质均可能存在差异，尤其是在真菌和植物多糖中。

1. 1多糖结构表征方法要完全阐明一个糖的结构一般需要提供以下几方面的信息:⑴分子量及组成单糖的种类与摩尔比;⑵各糖环的构象(呋喃型或吡喃型)与异头碳的构型;⑶各糖残基间的连接方式;⑷糖残基的连接顺序;⑸二级结构及空间构象等;以及常用到的方法(见表1)。

多糖的研究方法及其现状

多糖是亲水性大分子,难以透过由脂质构成的细胞膜,所以口服有效常受到质疑. 有人认为多糖主要与肠道细胞表面的相应受体分子起作用,或者通过胞饮内吞作用 (pinocytosis)由消化道进入血液,然后刺激人体免疫细胞的成熟,分化和繁殖,诱导专一性细胞因子的产生与激活(所谓多糖是多细胞因子诱导剂),结果由这些免疫细胞去吞噬或杀死肿瘤细胞或阻断细菌,病毒的吸附或繁殖.
2. 半合成方法衍生化基团取代 ---多糖中羟基中H 原子--改变氢键作用---成盐—改善溶解性羧甲基化硫酸化磷酸化羧甲基化 (1) 多糖(0.15M NaOH, 95oC, 2h)—残渣水洗至中性---悬浮于0.06%NaCl---醋酸调pH至 4.5(50oC 6h)---悬浮液pH调至碱性---氯乙酸反应--羧甲基化多糖钠盐.
动物
糖原（Glycogen）硫酸软骨素（Chondroitin sulfate）肝素（Heparin）透明质酸（Hyaluronic acid）壳聚糖（Chitin）
葡聚糖琼脂（Dextran）（Agar）果聚糖藻酸（Levan）（Alginic acid）黄源胶卡拉胶（Xanthan）（Carrageenin）甘露聚糖海带多糖（Mannan）（Laminaran）黑曲霉多糖（Nigeran）细胞壁多糖（Cell wall polysaccharide）香菇多糖（Lentinan）
2)
多糖的体内药物代谢动力学研究困难
3) 多糖在分子水平下与蛋白质,核酸等其他分子相互作用的认识还不清楚. 由于目前有关多糖的药理研究主要局限于观察多糖在体外或体内的生物效应, 要达到分子水平,细胞水平还需大量研究.
己有的实验证明影响多糖生物活性的主要因素：分子量,分枝度,高级结构,溶解度,粘度等多糖--大分子---分子内的糖苷键有较强的旋转性 -------决定了多糖的二级结构

多糖高级结构解析方法的研究进展

多糖高级结构解析方法的研究进展多糖是一种由多个单糖分子通过糖苷键连接形成的生物大分子，在生物体内发挥着重要的生理功能。

多糖的高级结构解析对于理解生物大分子的生物功能和药物研发具有重要意义。

近年来，随着科技的不断发展，多糖高级结构解析方法的研究取得了显著的进展。

本文将围绕多糖高级结构解析方法的研究进展进行综述。

多糖高级结构的解析方法可以概括为物理方法、化学方法和生物方法。

物理方法包括X射线衍射、红外光谱和核磁共振等，可以提供多糖的构象和取向等信息。

化学方法主要包括降解、甲基化、乙酰化等，可以用于确定多糖的链长度、糖单元组成和连接方式等。

生物方法则包括利用特异性抗体或酶对多糖进行识别和降解等，可以用于分析多糖的高级结构。

然而，这些方法存在一定的局限性，如样品制备困难、分辨率低、特异性不够强等。

随着科技的不断进步，近年来多糖高级结构解析方法的研究取得了许多新的进展。

例如，通过结合超速离心和质谱技术，研究者成功解析了复杂多糖的精细结构。

利用纳米孔测序技术也可以快速、准确地测定多糖序列。

另外，基于计算机模拟的方法如分子动力学模拟和蒙特卡罗模拟等也被应用于多糖高级结构的预测和解析。

这些新方法的引入极大地推动了多糖高级结构解析的研究进展。

多糖高级结构解析方法具有许多优点。

例如，物理方法可以提供关于多糖构象和取向的信息，化学方法可以确定多糖的组成和连接方式，生物方法可以用于分析多糖的高级结构。

然而，这些方法也存在一定的局限性。

例如，物理方法可能需要高分辨率的仪器设备，化学方法可能有副反应或无法确定糖苷键的位置，生物方法则需要特异性抗体或酶。

随着多糖高级结构解析方法的不断改进和发展，其应用前景也越来越广阔。

例如，在药物研发方面，通过解析特定多糖的高级结构，可以发现新的药物靶点或制备具有特定生物活性的多糖药物。

另外，多糖高级结构解析方法在食品工业、环境科学和生物技术等领域也有广泛的应用。

例如，通过解析食品中的多糖结构，可以评估其营养价值和生物活性；通过解析环境中的多糖结构，可以了解其对环境的影响和作用机制；通过解析生物技术制备的多糖结构，可以优化制备工艺并评估其生物功能。