多糖的构象研究方法综述_石磊

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1、第38卷第3期曲阜师范大学学报Vol．38No．32012年7月JournalofQufuNormalUniversityJuly2012*多糖的构象研究方法综述①②①①石磊，韩龙，刘超(①曲阜师范大学生命科学学院，273165，山东省曲阜市;②中国科学院上海药物研究所，201203，上海市)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．关键

2、词:多糖;构象;结构;方法;外在因素中图分类号:O636．1文献标识码:A文章编号:1001-5337(2012)03-0078-07多糖(polysaccharide)是生命有机体不可缺少的一．在诸多的免疫调节剂中，多糖类最引人注目，现组成部分，是生物体内除蛋白质和核酸外又一类重要已从天然产物中分离出几百余种多糖类化合物．多的生物大分子．多糖的生物信息量比蛋白质和核酸还糖药理活性的最大特色在于:许多多糖具有免疫调要高一个数量级以上，详细探讨多糖的生物学效应具节与抗肿瘤的生物功能，而且对机体几乎无毒性．这有非常重要的意义．特

3、别是随着蛋白质与核酸研究的一特色受到国内外生物化学家、药理学家的广泛重深入、多糖参与组织细胞功能活动机制的阐明以及多视，并显示出良好的应用前景．糖特殊药用价值的凸现，对多糖的认识也愈加丰富．多糖的生物活性与它们的链构象密切相关．例它不仅作为能源和细胞结构材料，而且是一类重要的如，目前应用较多的6种具有抗肿瘤活性的真菌多信息分子．糖结合物在细胞识别、细胞间物质运输和糖，即香菇多糖(Lentinan)、裂褶菌多糖(Schizophyl-调节免疫功能方面起着不可替代的作用．相关研究表lan)、小核菌硬葡聚糖(Sclerogluca

4、n)、可德兰多糖明，多糖作为信息分子在机体受精、发育、分化，神经(Curdlan)、霉菌多糖(Cinerean)和β-(1→3)-D-木系统和免疫系统衡态的维持等方面扮演重要角色;炎聚糖，都在水溶液中存在有螺旋结构．如果它们的构症和自身免疫疾病、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;多糖象发生变化，则直接影响其抗肿瘤活性．因此，只有与许多疾病病理过程以及衰老过程密切相关．因此，弄清楚多糖链分子在溶液(考虑到体内多是液体环探索治疗上的多糖先导药物及对其加以改造、合成已境)中的构象，才能深入研究

5、它们的生物活性和构成为当今生命科学界、医药学界的热点．2007年4月效关系，从而更好地加以利用．26日《Nature》发表了以“Glycochemistry＆Glycobiolo-［1-8］gy”为主题的1篇社论和7篇综述．1多糖的结构层次和构象药用多糖的研究始于20世纪60年代对真菌多［9］糖抗癌效果的发现．自1986年日本批准香菇多糖多糖的结构远比蛋白质和核酸复杂，但多糖的(Lentinan)上市以来，国内外已批准临床应用的多［10］结构分类沿用了蛋白质和核酸的分类方法．多糖糖有香菇多糖、云芝多糖、裂褶菌多糖、牛膝多糖、

6、猪的结构也可分为4个层次，即一级、二级、三级和四苓多糖等．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、衰老级结构，一级结构即初级结构，二、三、四级结构称为甚至精神病的发生均有密切关系．寻找具有良好免高级结构，两者直接决定了多糖的生物活性．疫调节作用的药物已成为当代新药的发展方向之多糖的一级结构是指单糖残基的组成及排列顺*收稿日期:2012-01-05基金项目:国家自然科学基金项目(30970640)，曲阜师范大学博士科研启动基金，曲阜师范大学科研基金(XJ200822)．作者简介:石磊，男

7、，1973-，博士，副教授，硕士生导师;研究方向:糖化学与糖生物学，天然产物化学;E-mail:slsql@163．com．第3期石磊，等:多糖的构象研究方法综述79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

8、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［11］是指多糖链间非共价结合形成的聚集体．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