裙带菜多糖研究进展

1、裙带菜多糖研究进展         10-08-26 09:46:00     作者：王彩，施松善，王顺春    编辑：studa20【摘要】  文章综述了近几年来国内外对裙带菜多糖化学成分的研究结果，并介绍了裙带菜多糖抗肿瘤、抗病毒、免疫调节等药理活性，为我国丰富的裙带菜资源的开发利用提供了依据。 【关键词】  裙带菜； 多糖； 化学成分； 药理作用     

2、60;      Research Advances on  Polysaccharides from Undaria pinnatifidaWANG Cai，SHI Songshan，WANG Shunchun1.Institute of Chinese Materia Medica，Shanghai University of Traditional Chinese Medicine, The MOE，Key Laboratory for Standardization of Chinese Medicines，Shanghai

3、201210，China；2.Shanghai R&D Center for Standardization of Chinese Medicines，Shanghai 201210，China; 3. Shanghai Key Laboratory for Compound Chinese Meditines, Shanghai 201210, ChinaAbstract：The collected information is an attempt to cover the more recent developments in the phytochemistry and pha

4、rmaeology of this genusDuring the past years，fucoidan, sodium alginate and dietary fiber have been isolated from Undaria pinnatifidaPharmacological studies are described according to anticancer activity, depressurization，immunosuppressive activity and antivirus activity and so onThe information summ

5、arized here is intended to provide a rational foundation for the further development and utilization of Undaria pinnatifida which is rich in China.Key words：Undaria pinnatifida；  Chemical constituent；  Pharmacological activiy    裙带菜(Undaria pinnatifida,Wakame)，为多年生大型褐藻，属于褐藻门

6、，游孢子纲，海带目，翅藻科，裙带菜属。裙带属有3个种，中国只有一个种。食疗本草中记载其有“软坚散结，消肿利水”的作用。吴普本草本草纲目中也均有记载，故被誉为海中的蔬菜、餐桌上的绿色保健食品，是经济价值、药用价值很高的大型褐藻。    近几年的药理研究表明裙带菜多糖具有抗肿瘤、抗病毒、免疫调节等多种生物活性，显示了其潜在的应用价值。在我国人工栽培裙带菜相当普及，产量也相当可观，并且具有较高的营养价值和广泛的应用前景，这为裙带菜研究提供了有利的条件。但目前对于裙带菜的活性成分及其药理活性构效关系研究较少，本文就裙带菜化学成分及其药理活性进行综述，以期对裙带菜的开发利用

7、提供新的依据。1  化学成分    多糖是裙带菜中重要活性成分，目前文献中已报道的裙带菜多糖按其组成可分为3部分:褐藻糖胶、褐藻酸钠、膳食纤维。其中褐藻糖胶类型多糖研究较多。1.1   褐藻糖胶褐藻糖胶(Fucoidan)系1913年Kylin首次从褐藻掌状海带中用稀酸提取出的一种水溶性多糖，是所有褐藻中所固有的细胞间多糖，具有不同化学组分的一族化合物，属褐藻多糖的硫酸酯，它主要是由L-岩藻糖-4-硫酸酯组成的多聚物，并且含有不同比例的半乳糖、木糖、葡萄糖醛酸1。    Igarashi等（1971）将日

8、本产裙带菜的孢子叶用CPC（十六烷基氯化吡啶）沉淀法得到CPC-C和CPC-N组分，分别过DEAE-纤维素柱分级共得10个组分，水解后都含有SO42-。均含有褐藻糖、半乳糖、硫酸基，两者基本类似，每个单糖上有一个硫酸基，都是半乳糖硫酸褐藻糖胶，只是彼此分子量不同。另外，从CPC-N水洗脱液中，还检出阿拉伯糖和葡萄糖；而从其硼砂洗脱液中只测出阿拉伯糖组分，Igarashi等认为这几个部分为硫酸阿拉伯聚糖（或阿拉伯聚糖硫酸酯，arabinan sulfate）1。    富士川等（1975）对裙带菜叶褐藻糖胶进行了研究。得到两个级分：Fr-和Fr-，其中褐藻糖含量分别

9、为14.4%和24.0，硫酸基含量分别为5.67和17.8，Fr-中褐藻糖：阿拉伯糖木糖己糖（主要为半乳糖）葡萄糖醛酸硫酸基1004915369467（摩尔比）；Fr中为：100246426127。即Fr-为硫酸阿拉伯聚糖与其它硫酸多糖的混合物。这样，在褐藻中也确定了有硫酸阿拉伯聚糖1。    门晓媛等2从裙带菜中提取分离纯化得到裙带菜多糖。其多糖、硫酸基、葡萄糖醛酸质量分数分别为43.20%，12.70%，9.78%。硫酸根连接在糖的C2或C3处于平伏键位置。为以-糖苷键为主的吡喃糖。单糖组成及质量分数比为鼠李糖岩藻糖木糖葡萄糖半乳糖=1.50570.00220

10、.00257.008.32。    赖晓芳等3从裙带菜中提取分离得到两个单一组分,相对分子质量分别为550 808，38 335。基本结构及单糖组成分析表明,二者均含有岩藻糖、糖醛酸、硫酸基、半乳糖、甘露糖、葡萄糖、鼠李糖、木糖、阿拉伯糖,但含量差别较大,推测与二者的生理活性的差异有关。    康琰琰等4，5从裙带菜茎中提取粗褐藻糖胶，进一步分离纯化首次得到纯褐藻糖胶。由岩藻糖、甘露糖、木糖、葡萄糖、半乳糖组成。为-D 岩藻甘露吡喃聚糖，相对分子质量为1.7 ×105。硫酸根连接在岩藻糖的C2或C3位。还从裙带菜茎中首次提出

11、硫酸多糖, 得到F2、F3、F4 三个均一组分，其单糖组成为半乳糖、岩藻糖、甘露糖、葡萄糖醛酸，F2中还含有葡萄糖和鼠李糖。   Lee JB等6从裙带菜孢子叶中得到纯化岩藻聚糖，岩藻聚糖由岩藻糖和半乳糖（1.01.1）组成，硫酸酯取代度为0.72，分子量9 000。    Hemmingson JA等7从裙带菜孢子叶和叶中提取硫酸半乳岩藻聚糖（GFS），得到F1M、F2M、F4M三个组分，测得GFS、F1M、F2M平均相对分子质量分别为710，150，290 kDa，糖组成分别为：GFSFucRhaXylManGalGlc（57112381）

12、；F1MFucRhaXylManGalGlc（74235142）；F2MFucRhaGal（54145）。F1M、F2M为吡喃型糖。甲基化分析表明F1M吡喃岩藻糖主要是在3-；2,3-;或2,3,4-位取代，而吡喃半乳糖主要在3-；3,4-位取代。F2M主要是3位连接的吡喃岩藻糖2,4位双硫酸基取代，3,4位双取代的吡喃岩藻糖和3位连接的吡喃岩藻糖2位硫酸基取代，而吡喃半乳糖主要是在3-；3,6-；或3,4-位取代。    Katsube T等8从裙带菜孢子叶水提出一种硫酸多糖，其单糖和糖醛酸摩尔比为L-岩藻糖 D-半乳糖 D-半乳糖醛酸 硫酸基（1.0 1.0

13、0.04 5.2），平均分子量为63 000。    吴元锋等9优化了裙带菜中褐藻糖胶提取工艺，并从中得到5个组分，各组分单糖组成分别为:组分l主要含有甘露糖和半乳糖；组分2主要含有鼠李糖，岩藻糖，木糖，甘露糖，葡萄糖和半乳糖；组分3主要含有鼠李糖，岩藻糖和甘露糖；组分4主要含有岩藻糖和半乳糖；组分5主要含有岩藻糖，甘露糖和半乳糖。硫酸根含量分别为8.3，19.2，30.1，38.4和33.0。1.2   褐藻酸钠褐藻酸钠(Sodium Alginate)也是裙带菜中重要多糖成分之一，是由-1，4-D-甘露糖醛酸和 -1，4-L-古罗糖醛酸不规

14、则地连接起来的线型长链多糖分子。赖晓芳等10从裙带菜中提取了褐藻酸钠，并证明其中含有硫酸基。1.3   膳食纤维群带菜中还含有大量的膳食纤维(Dietary Fiber)，尤其是可溶性纤维具有很高的比例，主要包括纤维素、半纤维素、木质素和果胶等。经常食用膳食纤维对患有糖尿病、心血管疾病、结肠癌等肠道疾病的患者的康复产生积极的作用11。2  药理作用2.1  抗肿瘤作用王雪等12研究裙带菜多糖体外对肿瘤细胞的杀伤活性实验表明，裙带莱多糖对人肝癌细胞HepG-2有很强的抑制作用，还通过对615荷瘤小鼠瘤重及免疫器官脾脏的研究，发现裙带菜多糖在体内也有较强的抗

15、肿瘤作用。Maruyama H等13从裙带菜孢子叶中提取了岩藻聚糖,研究其对肿瘤小鼠模型和对正常小鼠T细胞介导的NK细胞活性的影响。结果发现,岩藻聚糖能明显延长荷瘤小鼠的生存期, 并且显著提高了NK细胞的细胞溶解活性,T细胞产生干扰素的数量提高了大约2倍, 表明岩藻聚糖的抗肿瘤作用似乎是被由干扰素激活的NK细胞所介导的。2.2   抗病毒作用朱艳梅等14对裙带菜孢子叶粗提物体外抗单纯疱疹病毒（HSV）-型活性进行研究,发现裙带菜多糖具有明显的抗HSV-2活性。郝静等15对裙带菜茎中硫酸多糖进行体外抗单纯疱疹病毒-型活性研究，发现裙带菜多糖还具有抗HSV-1活性，并初步推测从

16、两个部位提取的多糖其抗HSV活性是作用在病毒和受体结合，侵入Vero细胞阶段。    Hemmingson JA等7从裙带菜孢子叶和叶中提取硫酸半乳岩藻聚糖（GFS），进一步分离得到F1M、F2M、F4M 3个组分，实验显示GFS和3个洗脱部位组分均有抗HSV-1, HSV-2和HCMV病毒活性,GFS抗HSV-1, HSV-2和 HCMV活性体外抑制率IC50（mg/L）分别为1.1,0.2，0.5；F2M:1.1，0.1，0.5；F1M:4.6，1.0，4.0；F4M：3.1，1.0，2.0。   Lee JB等6研究裙带菜孢子叶中得到岩藻

17、聚糖具有抗病毒活性，其对Vero、HEL、MDCK3种细胞增长抑制率（CC50）均大于2 000 mg/L，对HSV-1, HSV-2, HCMV和influenza A 病毒抑制率IC50（kg/L）分别是2.5，2.6，1.5，15。研究表明岩藻聚糖可以通过干扰病毒宿主细胞的吸附阶段而发挥抗病毒作用。2.3 免疫调节作用Maruyama H等13，16对裙带菜孢子叶中提取的岩藻聚糖进行研究，结果发现岩藻聚糖能够提高Th1细胞应答还有IFN- 和IL12产生，从而介导细胞免疫反应；此外还能抑制在大鼠皮下接种的P388白血球过多症细胞的增长.还发现岩藻聚糖能够抑制Th2免疫应答，减少IL-4、

18、IL-5、IL-13和嗜酸性粒细胞产生，抑制免疫球蛋白（IgE）产生。肖红波等17研究发现裙带菜膳食纤维能提高正常小鼠的碳粒廓清指数K和吞噬指数，提高了免疫低下小鼠的碳粒廓清指数K和吞噬指数、HC50、免疫低下小鼠T细胞亚群, 淋巴细胞增殖功能,这些结果表明, 裙带菜膳食纤维对于免疫功能低下小鼠的免疫功能具有一定恢复作用。2.4  降血脂作用肖红波等18给高脂血症大鼠（HLP）喂食裙带菜纤维，结果发现大鼠血清胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)显著降低，低密度脂蛋白-胆固醇(LDL-C)升高，表明裙带菜纤维对HLP有治疗和预防作用，即裙带菜纤维具有较强的

19、降血脂作用。Murata M等19学者研究了裙带菜对小鼠的降血脂作用，给小鼠喂食含不同比例的裙带菜干粉，与对照组比较，在小鼠饲料中添加2的裙带菜干粉即能明显降低血清及肝脏甘油三酯浓度。2.5  降血糖作用肖红波等20研究可溶性裙带菜膳食纤维对四氧嘧啶糖尿病小鼠糖代谢的影响，结果发现小鼠经过水溶性裙带菜膳食纤维较长时间(21 d)灌胃后，能够降低糖尿病小鼠的血糖,明显抑制正常小鼠的糖异生作用, 改善糖尿病小鼠的糖耐量。2.6 抗疟疾作用Chen JH等21对从裙带菜中提取的岩藻聚糖进行抗疟疾活性研究，体外通过pLDH酶法检测评价岩藻聚糖对恶性疟原虫寄生株的生长抑制活性，发现岩藻聚糖高度

20、抑制入侵红细胞的裂殖子，另外体内研究发现岩藻聚糖能够轻微抑制伯氏疟原虫感染大鼠的寄生虫血症。2.7  其它作用刘承初等22研究裙带菜多糖乙醇提取物中正丁醇层样品表现出一定的抗凝血效果，但其抗凝血活性成分为何物有待进一步研究。康琰琰等4研究了由裙带菜茎中提取的粗褐藻糖胶UPPS及多糖UPPS对酪氨酸酶活性呈中等程度浓度依赖性抑制并且在同等浓度条件下,UPPS对酪氨酸酶的抑制作用比UPPS 作用明显。Katsube T 等8对裙带菜孢子叶水提硫酸多糖研究发现有抑制透明质酸酶活性，抑制率IC50为13.0 mg/L，并呈剂量依赖性抑制。3  讨论   

21、; 一直以来国内外有关裙带菜多糖研究报道较多，主要集中于硫酸多糖的研究，而对裙带菜多糖系统的研究报道很少，且其中均一多糖的确切结构和活性成分尚不清楚。多糖是裙带菜中重要组成部分，具有多种生物活性，且毒副作用小，这在很大部分上造成了裙带菜资源的浪费，因此我们可以充分利用丰富的裙带菜资源对裙带菜化学成分及其药理活性进行深入研究，以阐明裙带菜药效学基础，从而为裙带菜的开发利用提供一定的依据。    裙带菜在日常生活中是一种食用性海藻，具有重要的营养价值和保健功能，是一种低热量、低脂肪的食物及保健品资源，而且在我国裙带菜分布广，产量高，资源丰富，因此裙带菜在食用、药用上都

22、显示着潜在的开发前景。【参考文献】  1纪明侯.海藻化学，第1版M.北京:科学出版社,1997:324.2门晓媛,王一飞,朱艳梅,等.裙带菜多糖的研究J.中草药, 2006, 37(3)：362.3赖晓芳,沈善瑞.裙带菜褐藻糖胶的分离纯化及其结构分析J.生物学杂志, 2006, 23(4):44.4康琰琰,王一飞,熊 盛,等.裙带菜茎中褐藻糖胶的组成及生物活性研究J.中国药学杂志, 2006, 41(22):1748.5康琰琰,王一飞,朱 良,等.裙带菜茎中硫酸多糖的分离纯化及分析鉴定J.中药材, 2005, 28(9):769.6Lee JB, Hayashi K, Hashimo

23、to M, et al. Novel Antiviral Fucoidan from Sporophyll of Undaria pinnatifida(Mekabu)J. Chem. Pharm. Bull, 2004, 52(9) :1091.7Hemmingson JA, Falshaw R, Furneaux RH, et al. Structure and antiviral activity of the galactofucan sulfates extracted from Undaria pinnatifida (Phaeophyta)J . Appl Phycol , 20

24、06, 18:185.8Katsube T, Yamasaki Y, Iwamoto M, et al. Hyaluronidase-Inhibiting Polysaccharide Isolated and Purified from Hot Water Extract of Sporophyll of Undaria pinnatifidaJ. Food Sci. Technol. Res, 2003, 9 (1):25.9吴元锋,李亚飞,刘士旺,等裙带菜中褐藻糖胶的提取纯化及其组成的研究J.农业工程学报, 2008, 24(6): 273.10赖晓芳,沈善瑞,李杰.裙带菜褐藻酸钠的提取

25、及部分理化性质研究J.科技通报, 2007, 23(4):483.11肖红波,许建平,刘进辉.裙带菜膳食纤维的性能及毒理评价J.中国临床康复, 2006, 10(11):100.12王 雪,邹向阳,郭莲英,等.裙带菜多糖抗肿瘤作用的研究J.大连医科大学学报, 2006, 28(2):98.13Maruyama H, Tamauchi, hashimoto M, et al.Antitumor activity and immune response of Mekabu Fucoidan extracted from Sporophyll of Undaria pinnatifidaJ. In Vivo, 2003, 17: 245.14朱艳梅,王一飞,张美英,等.褐藻裙带菜孢子叶粗提物体外抗单纯疱疹病毒型活性研究J.天然产物研究与开发, 2006