海洋来源的功能寡糖具有多种生物活性,如抗炎、抗氧化、抗病毒、抗肿瘤和免疫调节等,因此在医药、农业、化工及环境等领域有着广泛的应用。然而,不同聚合度、不同结构的寡糖所具有的活性差异很大,因此有必要深入研究和探讨不同种类的海洋功能寡糖的结构与功能的关系及其应用潜力。本课题组宁利敏副教授对几种研究较多的海藻功能寡糖的来源、制备、纯化及应用进行了系统总结,为推动海藻功能寡糖的开发应用研究奠定良好的理论基础。

引言

海洋多糖是源于海洋的具有多种生理活性的生物大分子,因其具有抗肿瘤、抗氧化、抗病毒和免疫调节等功能,目前已广泛应用于医药、食品、化工、农业和环境等多个领域[1]。例如,从红藻紫菜Porphyrayezoensis和Gracilariaverrucosa提取的多糖在体外和体内均具有刺激巨噬细胞的活性。从褐藻Undariapinnatifida的孢子叶中分离的岩藻多糖可刺激巨噬细胞产生细胞因子[如白介素6(Interleukin-6,IL-6)、肿瘤坏死因子α(tumornecrosisfactor-α,TNF-α)]和趋化因子[受激活调节正常T细胞表达和分泌因子(regulateduponactivationnormalTcellexpressedandsecretedfactor,RANTES)、巨噬细胞炎症蛋白1(macrophageinflammatoryprotein1,MIP-1)][2]。从红藻中分离得到的卡拉胶多糖可促进小鼠白细胞产生TNF-α[3]。从绿藻Capsosiphonfulvescens分离出的一种硫酸化水溶性多糖可诱导巨噬细胞释放TNF-α和IL-6等细胞因子,并促进诱导型一氧化氮合酶(iNOS)和环氧合酶-2(COX-2)的表达[4]。然而,由于多糖的溶解性较差,多糖的生物利用度也较低,这大大限制了多糖的进一步应用。海洋功能寡糖是多糖通过物理、化学或酶解方法处理后得的降解产物,在保留多糖的多种活性的同时,寡糖的溶解性和生物利用率得到很大提高[5]。因此,海洋功能寡糖已成为海洋生物资源开发领域的研究热点[6]。本文对目前研究较多的几种海藻功能寡糖的来源、制备、纯化及应用进行了系统总结,为推动海洋多糖资源利用和海洋生物资源开发提供一些参考与借鉴。

1.褐藻胶寡糖

褐藻胶寡糖是褐藻来源的褐藻胶多糖通过酸法或者酶法降解得到的产物,其聚合度多在2~20之间。在结构上,褐藻胶寡糖分子中含有两种单糖单元:α-L-甘露糖醛酸和其C5位的差向异构体β-D-古罗糖醛酸[7]。这两种单糖单元随机排列可以形成各种结构的寡糖片段,如只含有α-L-甘露糖醛酸的甘露糖醛酸寡糖、只含有β-D-古罗糖醛酸的古罗糖醛酸寡糖以及这两种单糖单元都含有的杂合嵌段寡糖(图1)。

图1褐藻胶寡糖的组成及结构示意图

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