寡糖（Oligosaccharides)—般是指由3~10個分子的單糖組成的聚合物。 在自然界中，寡糖類與蔗糖、麥芽糖和乳糖等一般雙糖類不一樣，很少以游 離狀態(tài)存在。寡糖及糖綴合物廣泛的存在于生命體內(nèi)，是重要的信息物質(zhì)， 參與多種生命活動。寡糖由于單糖分子、結(jié)合位置和結(jié)合類型的不同，種類 繁多，功能各異，有著多種重要的生物活性。 1.1.1胃腸道活性

純寡糖是寡糖類化合物中結(jié)構(gòu)最簡單的一類寡糖，但其卻具有許多重要 的生物功能。純寡糖(如乳果糖、果聚糖、大豆低聚糖、異麥芽糖、半乳糖寡 糖等)可作為一種促雙歧桿菌生長因子（bifidus factor，BF)[I]。所謂促雙歧桿 菌生長因子是指能促進(jìn)雙歧桿菌生長繁殖的一大類天然及合成物質(zhì)，能提高 人體免疫力，使腸道內(nèi)pH值下降，抑制腸道有害菌生長，產(chǎn)生B族維生素， 分解致癌物質(zhì)，促進(jìn)腸蠕動及蛋白質(zhì)吸收。已知的這類物質(zhì)約有20多種，半 乳糖寡糖(Galacto-oligosaccharide, G0S)就是其中最具有代表性的一個。 Shuichi Yanahara等『2]通過雙岐桿菌培養(yǎng)實驗和動物實驗證實了 G0S具有高 效、專一地促進(jìn)雙歧桿菌生長，改善動物腸道內(nèi)菌群分布，促進(jìn)鈣的吸收， 提高食物轉(zhuǎn)化率，降低血清膽固醇含量及盲腸內(nèi)pH值等生物活性，人體攝 入適量的BF可以促進(jìn)雙歧桿菌的增值并增強其活性，有益于調(diào)整微生物群 落的分布。

除此以外，天然的純寡糖還有其它如供能、預(yù)防蛀牙、降低血脂及促進(jìn) 礦物質(zhì)吸收等十分重要的功能大豆低聚糖有拮抗機體過氧化損傷及降脂 作用。果寡糖(fruco-oligosaccharide)飲用后鈣、鐵、鎂的吸收率均有上升趨

勢?；诩児烟堑纳鲜龉δ?，人們已開發(fā)出許多寡糖類保健食品。

某些純寡糖也有一定的副作用，如大豆低聚糖中的棉子三糖和水蘇四糖 不能被胃和腸上段的消化酶消化，而被結(jié)腸中的細(xì)菌發(fā)酵產(chǎn)氣，引起腸胃脹 氣，被稱為大豆脹氣因子，是大豆的抗?fàn)I養(yǎng)因子之一[4]。

1.1.2增強造血功能活性

中藥具有純天然、副作用低等優(yōu)點，但成分復(fù)雜，作用機理不易闡明， 使得中藥難以得到國際公認(rèn)。目前，生物學(xué)家們主要通過提取中藥中的有效 成分來改變這種狀況。糖類作為中藥中普遍存在的成分，成為中藥有效成分 研究的關(guān)鍵對象之一。近幾年從中藥中提取出的寡糖有效成分有很多，其中 地黃寡糖、甘草及巴戟天中的寡糖研究尤其引人矚目。

地黃低聚糖(rehmannia glutinosa oligosaccharide, RGOS)，是從地黃多糖 中進(jìn)一步分離提取的有效成分。實驗研究證明，GROS可以使快速老化模型 小鼠（SAMP8)的CFUS、CFU-GM和GFU-E明顯增多[5]，并且可以使外周 血中降低的WBC數(shù)明顯增加。由此提示GROS可刺激SAMP8小鼠造血干 細(xì)胞、主細(xì)胞的增殖分化。集落刺激活性實驗顯示GROS可使小鼠體內(nèi)的集 落刺激因子產(chǎn)生明顯增多。小鼠骨髄組織學(xué)研究結(jié)果也進(jìn)一步證實了 GROS 可增強SAMP8小鼠造血功能的作用。上述這些實驗結(jié)果揭示GROS可以增 強SAMP8小鼠的造血功能。此外，GROS對實驗性糖尿病高血糖大鼠糖代 謝尚有調(diào)節(jié)作用。

1.1.3促有絲分裂活性

甘草根的果膠多糖類中提取出的中性低聚糖一多 羥糖酸組分，具有抗補體和促有絲分裂活性其中，最長和最短的低聚糖 一多羥糖酸組分，具有相對強的抗補體活性，而其余所有低聚糖一多羥糖酸 組分，僅表現(xiàn)弱的抗補體活性，但有顯著的促有絲分裂活性。

1.1.4抗抑郁活性

中藥巴戟天系茜草科巴戟屬植物巴戟天(M?rinc/ai/ow)的根經(jīng)

炮制而成的傳統(tǒng)中藥，具有補腎壯陽、強筋祛風(fēng)之功效。崔承彬等經(jīng)各種抑 郁模型篩選發(fā)現(xiàn)，巴戟天提取物有明顯的抗抑郁活性。經(jīng)進(jìn)一步萃取、透析、 凝膠柱色譜及高效液相色譜等分離手段得到4個具有顯著抗抑郁活性的寡糖 單體m，結(jié)構(gòu)式見圖1-1。

圖1-1巴戟天寡糖結(jié)構(gòu)

寡糖能在多個途徑、多個層面對免疫系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。甲殼素是N-乙?；?-D-葡萄糖胺以P-1，4苷鍵結(jié)合而成的多糖。它是蟹、蝦、昆蟲等的外骨骼及 蘑菇等菌類的細(xì)胞壁的構(gòu)成成分，是廣泛存在于自然界的天然髙分子物質(zhì)。 它的脫N-乙?；衔锓Q為殼聚糖。甲殼質(zhì)、殼聚糖部分酸解可分別得到幾 丁寡糖(chitin oligosaccharides)和殼寡糖（chitosan oligosaccharide)。

幾丁寡糖是指N-乙酰葡萄糖胺以& -1，4苷鍵連接而成的3~10個單元的 低聚糖(GluNAc3-GhiNAclO)。殼寡糖是D-葡萄糖胺通過1，4鍵合而形成的 3M0個單元的低聚糖。殼寡糖具有調(diào)節(jié)激素分泌、調(diào)節(jié)人體內(nèi)pH值、增強 人體免疫力的功能，且容易被人體吸收(吸收率接近100% ,是殼聚糖的數(shù)十 倍)，在改善食品結(jié)構(gòu)，提高食品保水性能方面有重要作用。此外，殼寡糖具

有能被溶菌酶分解的性質(zhì)，可以使用殼寡糖的衍生物作為醫(yī)療診斷的指標(biāo)m。

在醫(yī)藥方面，近年鈴木等發(fā)現(xiàn)N-乙酸殼寡六糖具有很高的抗感染、抗癌 活性；Minami等人也驗證了殼寡糖對傷口的愈合有顯著的作用，有望成為實 用的醫(yī)用品；另外發(fā)現(xiàn)幾丁寡糖、殼寡糖還在植物生長、分化及生物體抗御 方面具有信號傳導(dǎo)活性[91。

殼寡糖作為早期腫瘤的治療藥物，具有刺激淋巴細(xì)胞攻擊癌細(xì)胞和抑制 癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移的功能。其作用機理為乙酰氨基葡萄糖或氨基葡萄糖殘基與巨噬 細(xì)胞表面受體結(jié)合后，激活巨噬細(xì)胞釋放IL-l,同時引起T細(xì)胞表面IL-2受 體表達(dá)，而這又加速了 T細(xì)胞成熟而釋放IL-2, IL-2與受體結(jié)合后，進(jìn)一步 加速T細(xì)胞分化為細(xì)胞毒性T細(xì)胞，從而產(chǎn)生抗腫瘤作用[1'

中科院大連化物所1805組用殼寡糖腹腔注射昆明種小鼠,檢測了抗體生 成細(xì)胞，血淸溶血素水平，ConA誘導(dǎo)的T淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化率，遲發(fā)型超敏反應(yīng)， 試驗結(jié)果證明，殼寡糖能顯著增強小鼠的體液免疫功能和細(xì)胞免疫功能[11]。 此外，RinaSaksena等從水牛的乳汁中提取出一種五糖寡糖，也具有重要的 免疫活性。其結(jié)構(gòu)為：GlcNAcS (1—3) Gale ( 1 —4) GlcNAcP (1—3) Gal P(1 —4)G1L這種寡糖經(jīng)過處理后注入BALB/c小鼠體中，可同時誘發(fā)小 鼠產(chǎn)生遲發(fā)型超敏反應(yīng)應(yīng)答和產(chǎn)生基于巨噬細(xì)胞數(shù)童的非特異性免疫應(yīng)答 實驗結(jié)果提示該五糖寡糖是一種免疫刺激劑。

1.1.6抗病毒活性

許多天然寡糖提取物具有重要的藥理活性。研究者根據(jù)它們的作用機理 和構(gòu)效關(guān)系進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)改造修飾，可以得到一些有更好藥理活性、更低 毒副作用、更適于作為藥物使用的化合物。KanameKatsuraya等合成的磺酸 化的寡糖有很好的抗HIV活性[1'這些化合物是由4?6個單糖組成的羅布 寡糖衍生物，其化學(xué)式如圖1-2。

圖1-2羅布寡糖的衍生物 Figure 1-2 Ramification of Loboligosaccharide

K.Katsuraya等詳細(xì)研究了這些衍生物的合成及其構(gòu)效關(guān)系，發(fā)現(xiàn)單糖數(shù) 越多，其抗HIV活性越髙；寡糖的礎(chǔ)酸化程度越高，其活性也越高；R基團(tuán) 的碳原子數(shù)適當(dāng)提高，也使得化合物的抗HIV活性提高。最終發(fā)現(xiàn)磺酸化程 度最大的十二焼基羅布六糖寡糖具有最高的抗HIV活性和最低的細(xì)胞毒性。

1.1.7抗菌活性

早在1979年，Allan等就發(fā)現(xiàn)殼寡糖對多種微生物如真菌，藻類和一些 細(xì)菌顯示出廣譜抗菌活性。其抗菌活性在真菌和藻類比細(xì)菌表現(xiàn)的更為直接。 研究表明，殼寡糖對大多數(shù)的植物病原真菌孢子萌發(fā)形成菌絲體和細(xì)菌的生 長均有一定程度的直接抑制作用，但不同性質(zhì)的殼寡糖或?qū)Σ煌牟≡?其抑制強度有很大的差異.

殼寡糖的抗菌作用主要通過兩種途徑實現(xiàn)種是殼寡糖通過吸附在細(xì) 胞表面，形成一層高分子膜，阻止了營養(yǎng)物質(zhì)向細(xì)胞內(nèi)的運輸，從而起到抑 菌、殺菌的作用；另一種機理是殼寡糖通過滲透進(jìn)入細(xì)胞體內(nèi)，吸附細(xì)胞體 內(nèi)帶有陰離子的細(xì)胞質(zhì)，并發(fā)生凝絮作用，擾亂細(xì)胞正常的生理活動，從而 殺滅菌種[15]。不僅殼寡糖具有抑菌活性，許多由微生物胞外分泌的多糖降解 得到的寡糖類物質(zhì)也具有較強的抗菌性，比如黃原膠寡糖(oligoxanthan)對番 茄早疫病菌等植物致病真菌具有較強的抑制。

Ziradn也是一種祌奇的寡糖類藥物，它是由2個原酸酷、1個硝基糖、1 個亞甲基二氧基團(tuán)和2個芳香酯殘基構(gòu)成的整個分子包含35個手性原子[16]

的化合物.Ziracin和扁枝衣霉素'居拉霉素、阿維霉素等都是屬于晚霉素抗 菌素家族，而且是開發(fā)用于人類的晚霉素抗菌素家族的惟一成員。作為抗菌 素類藥物，Ziracin還有其獨特之處，它不但對抵抗革蘭氏陽性菌有很高的活 性，而且對耐甲氧西林的葡萄球菌素、耐萬古霉素的腸球菌素也有很高的活 性。雖然在Zimcin第二及第三階段的研究中出現(xiàn)安全問題，使得Ziracin沒 有成為藥物，但這也為以后開發(fā)抗菌素提供了新思路。

1.1.8抗炎活性

炎癥反應(yīng)的起始過程是由選凝素（sdectin)，一種能與碳水化合物結(jié)合的 受體所調(diào)控的|17]»選凝素是一類處于細(xì)胞表面的生物受體，它能特異性的識 別寡糖分子，并與之結(jié)合從而實現(xiàn)細(xì)胞間的選擇性結(jié)合。目前發(fā)現(xiàn)的與免疫 反應(yīng)有關(guān)的選凝素共有3種類型：E2, P2, L2選凝素[1S1。動物模型顯示所 有3類選凝素均在急、慢性炎癥中發(fā)揮作用，但作用條件卻有所不同。研究 發(fā)現(xiàn)一類同時能被3類選凝素識別的四糖結(jié)構(gòu)sLex與sLea,這兩種寡糖的區(qū) 別僅在于它們分子中半乳糖基和巖藻糖基與N-乙酰氨基葡萄糖的連接方式 不同，但其空間取向相似。雖然sLex與選凝素在體外結(jié)合較弱，但其的確具 有顯著的抗炎效果，現(xiàn)已進(jìn)入臨床[19]。

1.1.9抗凝血活性

聚陰離子寡糖有著良好的抗凝活性。研究發(fā)現(xiàn)了大量副作用較小的抗凝 劑，其中以低分子量肝素(LMWH)最為突出，此外還有硫酸軟骨素B、合成 二麥芽糖酰胺酸及與抗凝血酶III (ATII1)結(jié)合的肝素五糖等。肝素與ATII1結(jié) 合的部分為一獨特的五糖結(jié)構(gòu)，約占自然肝素的1 /3以下，稱為核心五糖@]。 當(dāng)?shù)头肿恿扛嗡?包括核心五糖)與ATIII結(jié)合，后者被激活，直接與凝血酶 Xa因子作用產(chǎn)生抗凝作用。當(dāng)在普通肝素存在下，除凝血酶Xa因子以外， Ila因子還可與肝素和ATIII形成的復(fù)合物結(jié)合，同時產(chǎn)生抗凝活性和出血副

作用pl】。所以LMWH與許多寡糖有較小的副作用。寡糖保持了較好的抗凝 活性，副作用又小，而且它有了合成的可能性，可以得到單一化合物，符合 當(dāng)今藥物開發(fā)的大趨勢。

1.1.10其他活性

肝素是一種髙硫酸化、復(fù)雜、多分散的線形糖胺聚糖（GAG)，其摩爾 分子質(zhì)量范圍為5X103?4X104。經(jīng)化學(xué)解聚或酶催化解聚肝素可得到低分 子量肝素(LMWH)及肝素寡糖，肝素寡糖仍然是不均勻聚合物的混合物，其 分子童分布為P?8)X103。但與肝素相比，肝素寡糖藥理學(xué)分布曲線得到改 善，表現(xiàn)出較好的抗血栓活性和其它生物藥效，并且減少了副作用，因此近 年來肝素寡糖得到廣泛研究[22]。LMWH已被證明是預(yù)防DVT安全而有效的 藥物，目前正在進(jìn)行新的適應(yīng)性研究，其中之一是對于變態(tài)反應(yīng)性哮喘的病 人吸入LMWH可以改善其肺功能，超低分子肝素被認(rèn)為能夠抑制冠狀和外 周動脈硬化的形成％ 24]。

寡糖作為一種天然的高分子物質(zhì)，廣泛存在于自然界之中，來源十分豐 富。近年來，隨著分子生物學(xué)、藥學(xué)、現(xiàn)代分析化學(xué)等多學(xué)科領(lǐng)域的飛速發(fā) 展，寡糖類物質(zhì)所具有的眾多其他物質(zhì)無可比擬的生物活性逐漸吸引了人們 的目光。在如今科技高速發(fā)展的21世紀(jì)，該類物質(zhì)的研究、開發(fā)與利用必將 具有更加廣闊的前景。