海洋多糖的研究进展.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流海洋多糖的研究进展.精品文档.海洋多糖的研究进展Research progress of marine polysaccharides摘要 : 海洋生物中存在许多天然活性多糖, 由于生长环境特殊, 这些海洋来源的多糖与陆地生物的多糖在结构和组成上存在明显差异, 因此具有很多独特的生物学活性。多糖及糖复合物是除核酸、蛋白质外什么有机体最重要的组成成分。广泛参与到细胞生命活动的全部时间与空间，如细胞与细胞的识别、细胞的转化、分裂及再生，细胞间物质的运输、免疫、衰老等等。海洋多糖因此是众多生物学活性中的研究热点, 文章综述了国内外海洋多糖的研究进展

2、。关键词：海洋多糖 微藻多糖 海洋微生物多糖海洋中蕴藏着丰富的生物资源, 海洋生物的种类约占地球生物总量的87%。这些生物生活在一个具有一定水压, 较高盐度,较小温差, 有限溶氧, 有限光照的海水化缓冲体系中。由于特殊的生活环境, 导致海洋生物体内多糖的合成过程与陆地生物不同, 并产生许多结构新颖作用特殊的活性物质。多糖是所有生物有机体的重要组成部分，具有独特的生物学活性，能提高机体的免疫功能，并参与一切重要的生命活动过程，具有抗肿瘤、抗氧化、抗病毒、抗辐射损伤、抗突变、调节造血功能、降血脂、降血糖及延缓衰老等广泛的生理功能。由各种海洋生物中分离的多糖构成了重要的海洋虫物多聚物, 在自然界中,

3、 多糖起保护作用, 如海洋无脊椎动物和浮游生物的几丁质外骨骼。海洋多糖已证明其具有抗肿瘤、抗病毒、抗心血管疾病、抗氧化、免疫调节等多种生物活性和药用功能。海洋多糖是由多个相同或不同的单糖基以糖营键相连而形成的高聚物。海洋多糖按来源可分为海藻多糖、海洋动物多糖以及海洋微生物代谢产生的多糖。海藻多糖是指海藻中所含的各种高分子碳水化合物，包括褐藻酸、褐藻淀粉、褐藻糖胶、琼胶、卡拉胶。海洋动物多糖包括甲壳质、鱼类、贝类、刺参、海胆等生物中所含有的多聚糖及酸性粘多糖，而海洋微生物多糖主要指的是微生物胞外多糖，多从海泥、海水和海藻中的细菌中分离出来。一.海藻多糖的活性研究海藻多糖是广泛存在于海藻体内的一种

4、天然大分子物质，是由醛糖或酮糖通过糖苷键连接在一起的线性或分支链状聚合物，是生物高分子家族中的一个最为丰富的成员。目前在有关海藻多糖的理化性质研究的报道中，最常见的是糖单元及含量、硫酸基含量、糖醛酸含量、分子量、单糖组成的测定以及结构的分析。1.海藻多糖的抗病毒作用多糖的抗病毒作用已引起医药界的高度重视，尤其是硫酸多糖的强抗病毒活性，从海洋生物中分离的多糖往往具有高度硫酸化的特点，是开放抗病毒药物特别是抗人类免疫缺陷病毒（HIV）药物的重要资源。海洋藻类中发现的抗病毒多糖具有细胞毒性较低的优点，这可能与藻类多糖能够激活机体的免疫系统或改善机体的生物应答功能，从而保护正常细胞，提高整体免疫力有关

5、。一般来说，来自海藻硫酸多糖的生物活性与多糖分子量、糖的种类和硫含量有关。另外，硫酸化位点、连接键构型和分子几何学也在多糖的生物活性上起一定的作用。如硫酸同聚多糖的抗HIV病毒活性是必须的，并且其活性强度随着硫酸化程度的增加而增强，不同的结构特征不但决定多糖的生物活性而且决定了它发挥生物活性的机制。如辛现良等1研究表明，海洋硫酸多糖911具有抑制HIV病毒逆转录酶活性，干扰病毒与细胞的吸附，对免疫系统有保护和增强作用。2.免疫调节作用多糖类物质具有广谱的免疫调节活性，并能通过免疫调节作用发挥多种生理活性。纯化后的墨角藻聚糖片段3具有抗凝血活性，与肝素有类似的结构，具有调节血管生长因子FGF-2

6、的活性。3.海藻多糖的抗菌抗病毒抗寄生虫作用据了解, 目前从海藻中提取出具有抗病毒物质的作用机理主要是抑制HIV 和HSV 病毒, 从而发挥其生物活性。如卡拉胶, 为红藻多糖, 具有多种生物活性, 特别是作为一类硫酸半乳糖, 其显著的抗病毒活性, 尤其是抗HIV 活性已引起医药界广泛关注4。另有报道已证实, 从海藻中的提取物可抑制HSV- 1 的复制, 体外试验表明具有高度的抗病毒活性。还有报道说海人草的海人草酸有驱蛔虫作用, 其作用是由于抑制蛔虫肌肉的脱氢酶之故。资料还显示用乙醚从海藻中提取的一种成分对结核杆菌有抑制作用。4. 海藻多糖对血液作用和降血脂作用据报道, 紫菜多糖有降血脂、抗凝血

7、、降低血糖粘滞度、抑制血栓形成的作用。如此单一成分就有了诸多的功效。为此, 许多学者在该方面下了很大的功夫去探寻更多新颖、有效的成分。目前, 更多的是在做动物实验, 而且也取得了一定的成效。如PSS 对家兔有抗凝血活酶样作用和抗凝血酶作用, 抗凝效价相当于肝素33.9%, 其作用机制类似肝素5,还有研究表明, 螺旋藻可明显抑制大鼠血小板聚集和实验性血栓的形成6。研究也发现褐藻淀粉硫酸酯(LS) 有似肝素样抗凝血作用和降血脂作用, 并发现低硫酸化的LS 有很强的降血脂作用, 无明显的抗凝血活性。其对血浆脂质最有意义的作用是对/受脂蛋白比例的影响。在长期高胆固醇饲料喂养的家兔中,LS 不仅降血浆中

8、的中性脂肪、磷脂、结合及游离胆固醇和脂蛋白的含量, 而且能够抑制动脉壁脂质沉着和结缔组织的增生。因而有抗动脉粥样硬化作用7。二.海洋微生物多糖 微生物多糖的广泛研究和应用主要局限于陆地。随着对海洋微生物活性物质的研究不断深人，从海洋微生物中发现多种有趣的有生物活性的化合物，但这些像具有生物活性的化合物在陆地却没有发现。 人们不断从海洋微生物中频频发现像琼脂这样陆地少有的聚糖物。这些事实说明海洋环境可能是海洋生物合成和降解像多糖这样聚合物的有效资源。目前，海洋微生物多糖的研究主要集中在海洋微藻多糖和海洋细菌多糖，对海洋真菌多糖的研究较少。1.微藻多糖的免疫调节功能海洋微藻分布广泛、种类繁多，具有

9、繁殖迅速、生长周期短、环境适应能力强、易培养、光合利用度高、营养丰富、生物产量高等众多特点，其盛衰或间接影响着整个海洋生态系统的生产力水平。随着全球性陆地资源的衰竭，海洋微藻资源的开发与利用已成为当今世界人民关注与研究的热点领域之一。近年来，随着海洋微藻大规模人工培养技术的逐步完善，分离提取工艺的改进，以及现代生物技术，如遗传工程、基因工程等的迅猛发展，人类对海洋微藻的研究利用已进入一个崭新的时代。海洋微藻细胞中富含多种微量元素与生物活性物质，如多糖、蛋白质、不饱和脂肪酸、色素等，使其不仅成为水产经济动物育苗过程中不可缺少的重要饵料，而且还成为人类极好地天然保健食品。此外，海洋微藻在食品、医药

10、、饲料添加剂、基因工程、化妆品、化工、环保等领域也都有广阔的应用前景。近年来，随着分子生物学的发展及大量药理及临床实验研究证明，多糖可以通过激活免疫受体，调节机体的免疫功能来达到治疗疾病的作用。概括来说，多糖可以通过一下机制发挥其免疫调节的功能：(1)激活免疫细胞，如巨噬细胞、T和B淋巴细胞、NK细胞、LAK细胞的活性;(2)诱导免疫细胞产生TNF、IFN等细胞因子；（3）激活补体系统，使补体协同抗体或吞噬细胞共同杀灭病原微生物。而其中，海洋微藻多糖作为一种天然多糖，具有来源广泛、毒副作用低、安全性高、免疫增强功能广泛等优点，更作为一种理想的免疫增强剂成为人们研究与开发的热点。1992年，王文

11、涛等8已用实验证明，海藻多糖可以增强哺乳动物的特异性面议及非特异性免疫，显著提高其细胞免疫和体液免疫活性。曾波航等9用钝顶螺旋藻多糖加入不同浓度的白细胞介素-2(IL-2)来诱导淋巴因子激活白血病患者外周血杀伤细胞(LAK细胞)，结果显示钝顶螺旋藻多糖能够提高LAK细胞的活性15.3%30.5%,而且还能减少IL-2的用量。2.微藻多糖的抗肿瘤活性癌症是威胁人类生命健康的几大“杀手”之一。现代的手术、化疗等医疗手段虽然可以延长癌症病人的生命，但随之而来的一些副作用，如脱发、免疫功能降低、肾功能损伤等使病人的生活苦不堪言。近年来，随着人们对海洋生物研究的日益深入，安全性高、毒副作用小、环境污染低

12、、抑瘤效果好的海藻多糖逐渐被人们发掘出来，用于癌症的辅助治疗。目前，从海带、亨氏马尾藻、紫菜、昆布、角叉菜、海蒿子等海藻中提取的多糖经证明都有较强的抗肿瘤活性。而对海洋微藻的抗肿瘤研究集中于螺旋藻多糖，其它海藻多糖的抗肿瘤研究比较罕见。3.微藻多糖的抗疲劳作用在耐力运动实验和血乳酸变化的实验中表明，壳聚糖能显著延长小白鼠负重游泳时间，有效消除堆积的乳酸，增强有氧代谢耐力，提高小白鼠机体运动能力，从而延缓小鼠机体疲劳的发生，并加速疲劳后机体的恢复10。4.海洋细菌多糖的骨愈合作用由深海中的细菌分泌而来的EPS是一种强力的骨愈合材料，可以用于骨骼整合的恢复。它可以作为一种骨损伤的潜在治疗剂，这还有

13、待进一步研究。三.海洋动物多糖海洋动物多糖分布极为广泛，几乎存在于所有海洋动物组织器官中。国内外学者从多种海洋动物体内提取出不同种类的生物活性多糖，如甲壳动物虾、蟹等中的甲壳质，多孔动物海绵，棘皮动物刺身、海星中的硫酸多糖，软体动物乌贼、扇贝、文蛤、鲍鱼等中的糖胺聚糖及酸性黏多糖等。海洋动物多糖主要存在于结缔组织基质和细胞间质中，但机体中多糖的分布不是均一的，而是随坐直类型而定，如硫酸软骨素和硫酸角质素主要存在于软骨和骨架组织中，而透明质酸在关节液、玻璃体、脐带中含量较高。具有抗肿瘤，抗病毒，降血脂，抗氧化，增强免疫等作用。四.展望虽然对海洋生物多糖已经开展了大量研究，但进入临床应用的还不多。

14、主要原因是对海洋药用生物资源的开发缺乏系统性，也存在资金投入不足的因素。对此，必须强调多学科联合，充分调动海洋生物学、药理学、化学、病毒学等各科力量，形成共识，对发现的海洋活性物质及时进行构效研究，利用人工合成其类似物的方法进行改造和修饰，从而降低化合物毒性，提高药物的选择性。1辛现良，耿美玉.海洋硫酸多糖911 体外HIV-1作用的研究J.中国海洋药物，2000,19（3）：8-112 许实波,邓松之等.海洋生物活性物质的药理作用.海洋生物药,11(1):191206.3 陈惠源,蔡俊鹏,刘江涛.岩藻多糖降解酶产生菌的筛选及鉴定J现代食品科技2005(03) 1. 季红星;刘锋锋;何勇 岩藻

15、多糖对猪皮肤撕脱伤撕脱皮瓣成活面积的影响 2008(03) 2. Faouzia Z;Danielle B;Isablle GF Lowmolecular weight fueoidan enhances the proangiogenic phe notype of endothelial progenitor cells 2005(08) 3. Fitton JH;Irhimeh M;Falk N Macroalgal fucoidan extracts:a new opportunity for marine cosmetics 2007(08) 4. Lake AC;Vassy R;B

16、enedetto MDi Low molecular weight fucoidan increases VEGF165-induced endothelial cell migration by enhancing VEGF165 binding to VEGFR-2 and NRP 1 2006 5. 王鹏;吴克;蔡敬民 海洋细菌Bacillussp,H-TP2岩藻多糖酶的生产和酶学性质 期刊论文 -食品与发酵工业2004(03) 6. 陈秋;钱凯先 褐藻中岩藻壤糖和岩藻多糖的结构与功能的研究 期刊论文 -东海海洋2001(02) 7. 薛山;赵国华 低分子质量岩藻多糖的制备与生物学功能研

17、究 期刊论文 -农产品加工创新版2009(06) 8. Bilan MI;Zakharova AN;Grachev AA Polysaccharides of algae:60 Fucoidan from the pacific brown alga Analipus japonicus (Harv.) winne (Ectocarpales,Scytosiphonaceae) 2007(01) 9. Sakai T;Kimura H;Kato I A marine strain of flavobacteriaceae utilizes brown seaweed fucoidan 2002

18、(04) 10. Holtkamp AD;Kelly S;Uiber R Fucoidans and fucoidanases-focus on techniques for molecular structure elucidation and modification of marine polysaccharides 2009(01) 4李悟, 刘刚. 红藻抗病毒的研究. 中国海洋药物,2003,2(2):19.5 蓝进,翁维权.PSS 抗凝效应的实验研究J.中国海洋药物,1988,7(1- 2)7.6 江涛,唐春萍,伍爱蝉等.螺旋藻对动物血糖和血小板聚集的影响J.中草药,1997,28(8):48.7 许实波,邓松之等.海洋生物活性物质的药理作用.海洋生物药,11(1):191206.8王文涛.海藻硫酸多糖对小鼠淋巴细胞增殖反应及白细胞介素2产生的影响J.中国药理学通讯，1992，（3）：47-50.9曾波航，王光明，曾亚仑.钝顶螺旋藻多糖对白血病患者外周血LAK细胞活性的影响J. 中国海洋药物，2000，（2）：39-41.10李志军，李八方，胡建英，等，五种海洋多糖抗疲劳作用的初步研究J.中国海洋药物，2003,22(2):53-56.