天然产物化学 第6章 多糖

第六章多糖一、概述概念：存在于自然界的醛糖或酮糖通过糖苷键连接在一起的多聚物，是所有有机体的重要组成部分，并与维持生命所需的多种生理功能有关。作用：细胞的支撑作用（纤维素、半纤维素、果胶、壳质、硫酸软膏素等）；能量的贮藏作用（淀粉、糖原、菊粉等）；保护、润滑、离子固定、防冻（黏质多糖等）。二、多糖的分类及化学结构（一）多糖的分类单糖分子的组成：均一多糖不均一多糖来源不同：真菌多糖、高等植物多糖、藻类地衣多糖、动物多糖、细菌类多糖生物体内的功能：非水溶性的、形成支持组织的;可溶于热水，供应能量的（二）多糖的化学结构多糖的结构与低聚糖相似，都是单糖通过糖苷键组成。从化学结构考虑，多糖为多个单糖分子经失水缩聚而成。因单糖存在方式多：D-、L-型；环状(五员、六员环)；α-、β-式，以最稳定方式存在。如此多糖似乎很多，很复杂，实际并不复杂。天然多糖有一定重复规律性。例：纤维素是由D-葡萄糖经由β-1,4-糖苷键联结而成的直链分子，这种结构在整个分子中重复。其它复杂多糖也有一定的重复规律性。1、一级结构包括糖基的组成、糖基排列顺序、相邻糖基的连接方式、异头物构型以及糖链有无分支、分支的位置与长短等。2、二级结构指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。在多糖链中，糖环的几何形状几乎是硬性的，各个单糖残基绕糖苷键旋转而相对定位，可决定多糖的整体构象。3、三级和四级结构多糖链一级结构的重复顺序，由于糖单位的羟基、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空间有规则而粗大的构象，即是多糖链的三级结构。多糖的四级结构指多聚链间非共价链结合形成的聚集体。因此，多糖的结构形态是各个单糖残基在空间相对定位的综合。三、多糖的理化性质多糖一般没有精确的分子质量，其中的单糖单位可因细胞的代谢需要增加或减少。绝大多数多糖：无甜味；还原性消失；无定型化合物，没有固定的熔点；分子质量较大且分布在一定范围；水中的溶解度随分子质量增大而降低；不溶于有机溶剂；黏度随分子质量增大而增加(浓度相同时)。四、多糖的生理功能糖参与了多细胞生命的全部时间和空间过程，如受精、着床、分化、发育、免疫、感染、癌变、衰老等等，糖与疾病的发生和发展有密切的关系。某些糖链的不正常导致疾病。在很多疾病过程中，往往伴随着糖链的异常，如肿瘤的发生往往伴随细胞表面糖链的异常高表达，并且这些糖链的变化与肿瘤的恶化、转移等密切相关。一些致病过程是由糖直接介导的，如微生物感染、炎症等。显然，调控糖基参与的这些病变过程就有可能控制疾病。糖类药物成为一个研究热点。由于活性多糖的生理作用，作为糖类药物它的应用是多方面的。(一）多糖的抗氧化作用超氧自由基是生物体内有氧代谢过程中产生的重要自由基之一，它能够直接和间接地引起生物大分子的氧化破坏，诱发膜脂质过氧化，降低膜脂流动性,是生物体衰老和许多疾病产生的重要原因。研究表明，平菇两种多糖对超氧自由基平均抑制率可达36%~60%，在较低浓度下（300mg/L)仍具有一定清除作用，而在较高浓度下（300mg/L)则作用不明显。（二）提高免疫力功能活性多糖对免疫系统有重要的调节作用，主要表现为免疫增强或刺激作用。经药理活性试验表现出能刺激或提高机体免疫功能、有激活或提高巨噬细胞的吞噬能力的活性多糖主要有：人参多糖、黄芪多糖、香菇多糖、当归多糖、猴头菌多糖、党参多糖、刺五加多糖、灵芝多糖、银耳多糖等。如：灵芝多糖不仅能增强正常小鼠的细胞免疫和体液免疫及非特异性反应，还能拮抗免疫抑制剂、抗肿瘤药、应激和衰老所致的免疫功能水平低下，使之恢复到正常水平。（二）提高免疫力功能活性多糖对免疫系统有重要的调节作用，主要表现为免疫增强或刺激作用。经药理活性试验表现出能刺激或提高机体免疫功能、有激活或提高巨噬细胞的吞噬能力的活性多糖主要有：人参多糖、黄芪多糖、香菇多糖、当归多糖、猴头菌多糖、党参多糖、刺五加多糖、灵芝多糖、银耳多糖等。如：灵芝多糖不仅能增强正常小鼠的细胞免疫和体液免疫及非特异性反应，还能拮抗免疫抑制剂、抗肿瘤药、应激和衰老所致的免疫功能水平低下，使之恢复到正常水平。（五）抗感染功能活性多糖主要通过提高宿主免疫功能和直接杀菌、抗病毒协同作用，达到抗感染目的。悬浮于体液中的游离多糖可竞争性结合病原体，从而阻止其与健康细胞的结合，达到抗感染的目的。例黄芪多糖能显著抑制结核杆菌，中华猕猴桃多糖对大肠杆菌有抑制作用，红藻多糖对治疗感冒有良好作用。（六）抗溃疡功能胃肠黏液中含有糖蛋白和黏多糖，它们的存在可以阻止胃酸、胃蛋白酶等与胃肠黏膜接触，并能与细菌结合，阻止细菌与胃黏膜上的多糖受体相吸附。角叉菜胶是治疗胃和十二指肠溃疡的良药，人参果胶、糊精、红藻类多糖等都有较好的抗消化性溃疡作用。（七）降血糖、降血脂功能从人参中提出的多糖可使四氧嘧啶糖尿病小鼠血糖下降。从知母中提取的四种多糖，给正常小鼠注射后，动物血糖随剂量加大而明显下降。具有降血糖活性的多糖还有乌头多糖、麻黄多糖、甘蔗茎多糖、山药和野山药多糖等。多糖能促进脂蛋白脂肪酸释放，使血液中大分子的脂质分解成小分子，对血脂过多引起的血清浑浊有澄清作用，也能降低血胆固醇含量。降血脂多糖有海带多糖、褐藻多糖、甘蔗多糖等。（八）抗凝血功能多糖硫酸化后具有抗凝血作用，效果与分子质量大小、脱乙酰度、硫酸酯化度有密切的关系。（九）其他生理功能抗衰老：多糖能从整体上提高机体免疫力，延缓衰老，防治老年病。防辐射：灰树花发酵液多糖抗血栓、预防乙醇性肝损伤：灵芝多糖保肝：灰树花多糖和云芝多糖抗疲劳：香菇蛋白多糖Thankyou！