经典文献阅读一

经典文献阅读一

Bioactive pectic polysaccharides

该文献来自全称为ADV ANCES IN POLYMER SCIENCE的期刊，属化学行业高分子学科一级杂志。文献主要对果胶的结构及生物学活性进行综述。

果胶是自然界中存在的结构最为复杂的多糖物质，存在于所有的高等植物和少数水生海藻中。果胶主要分布于高等植物的初级细胞壁和胞间层中，在双子叶植物中果胶占初级细胞壁干重的35%。果胶在不同的植物组织中有不同的分布方式。以人参根为例，在外皮层，果胶分布于所有的薄壁细胞壁中，在韧皮部中，果胶分布于薄壁细胞壁及组成树脂道的上皮细胞壁中。在木质部中，果胶主要分布于薄壁细胞中，在次级细胞壁中只有未酯化的HG能检测到。

越来越多的证据表明，果胶对于植物的生长、发育、发生、细胞粘附、细胞延伸、细胞壁孔径大小和结合离子能力方面有着不可低估的作用。同时，果胶可以影响植物生长因子，酶类的产生。另有证据表明，果胶参与了花粉管的生长、种子脱水、叶的脱落以及果实的成熟等重要的生理过程。

日常生活中，果胶也被广泛应用。在食品和化妆品中，果胶通常被用于增稠剂以及稳定剂。一般认为果胶对于人类的健康有着很多积极的影响，例如：降低胆固醇和血糖的浓度，降低癌症发生的几率，提高人体免疫力。果胶也被开发利用制造一些特殊的产品，例如：可食用和降解的胶片，胶带纸的替代品，泡沫和可塑剂，医疗器械表面的覆盖剂，生物医学植入材料以及用于药品的运输。果胶复杂的结构特征提供了多种不同的结构表位，为其广泛应用提供了平台

一、果胶类型多糖的化学结构

果胶类多糖，通常可以被分为中性级分和酸性级分，但是确切的结构特征会因果胶类型的不同而有所差异。

1.阿拉伯糖

在植物中发现的阿拉伯糖一般以L-阿拉伯糖存在，根据来源不同有可能线型，也有可能有分支。在果胶复杂的结构中阿拉伯糖通常与半乳糖相连接，在提取过程中可以被酶解或烯酸水解。另外也有研究表明，在金丝小枣中提取的较纯的α-2,5链接的阿拉伯呋喃聚糖、银以柴胡中提取的α-3,5-阿拉伯呋喃糖-α-1,4-葡聚糖在补体系统中具有明显效果。

2阿拉伯半乳聚糖Ⅰ型和Ⅱ型（AGⅠ和AGⅡ）

阿拉伯半乳聚糖经常被报道在各种生物系统中均有活性。阿拉伯半乳聚糖常被分为三个组份：阿拉伯-4-半乳聚糖（Ⅰ），阿拉伯-3,6-半乳聚糖（Ⅱ）和多糖中带有阿拉伯半乳聚糖侧链的（Ⅲ）。

在细胞壁中，AGⅠ常以这种结构单元存在，即β-1,4连接的半乳聚糖作为主链，在半乳糖的C3位上连有阿拉伯聚糖侧链。AGⅠ主要被发现存在于RG-Ⅰ结构域中。AGⅡ的核心结构是：3,6连接的半乳聚糖作为主链，在支链上有大量的1，3,6位链接的半乳糖。AGⅡ也常被发现存在于RG-Ⅰ结构域中。

通常可以很容易的区分这两种阿拉伯半乳聚糖：只有AGⅡ遇到一种叫做Yariv的试剂会产生红色的沉淀，因此可以将二者加以区分。

3果胶酸

果胶酸常被用来描述富含半乳糖醛酸的多糖，但现在普遍认为果胶是含有复杂结构域的多糖，它通常存在于植物细胞以及初生细胞壁中，许多报道中指出果胶中结构错综复杂，下面主要详细描述RG-Ⅰ和RG-Ⅱ。

RG-Ⅰ的核心结构是：α-1,4-链接的D-半乳糖醛酸与α-1,2-链接的L-鼠李糖交错链接为主链，鼠李糖C4位连有阿拉伯糖或半乳糖侧链，或者AGⅠ结构。

RG-Ⅱ，有一个被称为同聚半乳糖醛酸的主连，有9-10个D半乳糖醛酸构成的单元，其主要的特征结构部分是含有一些稀有的糖链，如：2-O-甲基-岩藻糖、2-O-甲基木糖、芹菜糖、KDO和DHA。

二、从不同植物中分离出的果胶的生物活性

许多中草药中都含有果胶类多糖，如伞形科银柴胡、含羞草科植物、番杏科假繁缕、茄科枸杞、豆科甘草、唇形科鼠尾草、玄参科肉苁蓉、车前草等等。

小花老鼠筋，多生长在海边，可以从中提取到中性多糖和酸性多糖，其中中性多糖主要有三个组份构成：β-1,4-连接的半乳糖、β-1,4-连接的3-O-甲基半乳糖以及α-1,5-连接的阿拉伯糖，三者以3:4:1的比例存在。酸性多糖通过凝胶过滤可以得到6种更有活性的级分，当中分子量最大的级分（约1500KD），其半乳糖醛酸的聚合度最低而3-O-甲基半乳糖的量最多，同时这种级分的活性最高。可以推测：这种不寻常多糖中3-O-甲基半乳糖含量很高，并且具有较大的分子量是导致这种级分生物活性最高的原因。

早在1982年就有人研究发现东当归根的水提多糖具有促进免疫的活性。将多糖用果胶酶和果胶酯酶进行降解后可以分离出一种具有分支的网状结构，在中性多糖链上富含RG核心结构，以鼠李糖的C4位为直接的连接点。这种分支网状的果胶结构比普通的果胶结构有更强的补体活性，而寡聚的半乳糖醛酸有很微弱的或者是负面的活性。这些事实表明补体活性的强度主要归结于这种果胶的网状构型。可Kiyohara et al.详细研究了这种结构与其活性之间的关系。他们研究发现，利用内切α-D-1,4-聚半乳糖醛酸酶将一种叫做AR-2Ⅱa的多糖降解后生成一种叫PG-1a的网状结构域，是一种具有中性糖侧链和寡聚半乳糖醛酸的聚鼠李半乳糖醛酸。这种具有抗性的产物，E-PG-1a用外切-α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶和外切-β-D-半乳糖苷酶酶解后会产生与网状结构自身一样的补体活性。这种核心结构包含长的或短的半乳聚糖链，长链由1,6-链接和1,3,6链接的单元构成而短链只有最基本的1,6连接的单元构成。将PG-1a中的半乳糖醛酸多糖级分降解后会显著的降低其对补体系统的作用，而长链或短链的半乳聚糖链相对于E-PG-1a而言会表现出50%~20%的活性。另外还有研究注意到从其他相同植物的根部提取出的果胶类多糖表现出抗肿瘤活性。结构研究表明这种多糖在聚鼠李半乳糖醛酸糖醛酸链上带有分支，以鼠李糖的C4位链接，还包含有高度分支的3,5阿拉伯聚糖和1,4连接的半乳聚糖，证明是一种AG-Ⅰ结构。它同时还包含有1,3、1,6和1,3,6连接的半乳糖单元。比较有趣的是，那种具有抗肿瘤活性的多糖并不会对补体系统产生显著地影响，这表明1,4连接的半乳糖中性多糖链是产生抗肿瘤活性的重要原因。在早期，日本人对草本药物中果胶的研究表明，东当归多糖中含有RG-Ⅱ结构，但是与这种结构有关的生物活性并没有进一步透彻的研究。

苍术根状茎中提取的三种多糖呈现出免疫调节活性，是在日本的传统汉方药物中发现的，这种免疫调节活性表现在刺激淋巴细胞产生细胞因子。其中一种多糖的结构特征是含有AGⅡ结构，除去末端的阿拉伯糖单元后再用内切β-D-1,6半乳糖苷酶处理，它的活性就会大大降低。结构分析表明出去的侧链主要是由1-8个β-D-1,6半乳糖构成的寡聚糖链。水解β-D-1，3半乳聚糖主链也会显著地降低其活性，这表明连接在主链上的一些侧链也是产生活性的主要原因。这种多糖的基本结构是β-D-1，3半乳聚糖为主链连有β-D-1,6半乳糖侧链，这些糖