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1、第二节微生物药物的主要类型 二、微生物产生的多糖多糖研究的历史 1855年Claude Bernard鉴定了“肝的原样物质 ”是葡萄糖的一种储藏形式。 1923年M.Heidelberger和T. Oswald提出细菌 的抗原部分是由糖类物质组成而不是蛋白质 。 1936年Shera实验证实多糖有抗肿瘤作用。 1958年Brander报道了酵母细胞壁多糖 (Zymosan)具有抗肿瘤活性。多糖研究的历史 1969年日本学者千原郎首次报道了从香菇子 实体中分离出一种抗肿瘤多糖(lentinan, LNT)。 1988年Dwek Rademache和Parekh首先创立 了“糖生物学( glyco
2、biology )”。 2003年美国Technology Review刊文称, 在基因组学和蛋白质组学后, 糖组学 (glycomics),有望取得突破性进展。多糖的概念多糖是一类由10个以上单糖通过糖苷键连接而成的天然高分子多聚物,广泛分布于多种生物体中,尤其是动物细胞膜、植物和微生物细胞壁中, 是构成生命的分子基础之一。微生物产生的多糖胞内多糖：糖原形式，贮存能量细胞壁多糖：维持细胞形态的结构性多糖胞外多糖：荚膜中多糖在加热和搅拌条件下 容易与细胞分离，所以荚膜多糖与胞外多糖 很难区别 同多糖：同一种单糖组成的多糖 杂多糖：两种以上不同单糖或衍生物通过糖苷键连接 形成的多糖。 多糖类物质
3、多数有良好的水溶性、增稠性、稳 定性，在医药领域有独特优点，另外还有免疫 促进活性、抗肿瘤、抗病毒能力、在医药也受 到重视。1. 黄原胶( Xanthan gum) 又称黄胶、汉生胶、黄单细胞多糖，是野油菜黄单胞 杆菌(Xanthomonas campestris )以碳水化合物(如玉 米淀粉等)为主要原料，经发酵工程生产的一种用途广 泛的微生物胞外多糖，简称XC。 黄原胶是一种白色或浅黄色可以自由流动的粉末，可 溶于热水或冷水，它是目前国际上性能较为优越的生 物胶，具有独特的理化性质，集增稠、悬浮以及乳化 稳定等功能性质于一身。 黄原胶是新型多糖类发酵产品，1961年首先由 美国Kelco公
4、司投入工业化生产，目前被广泛 应用于食品、石油、地矿、陶瓷、纺织、印染 、医药、造纸、灭火、涂料、化妆品等20多个 行业，用作30 - 40多个品种。 黄原胶被誉为“工业味精”，是目前世界上生 产规模最大且用途极为广泛的微生物多糖。医药、精细化工级黄原胶 医药、精细化工级黄原胶是黄原胶中的精 品，极少的添加量（0.10.2）即可达 到意想不到的效果，应用于液体及膏状药 品、化妆品、口腔护理产品、生活洗涤剂 及洗液中，可改善膏体状态，易于灌装和 挤出，改善药物的口感，抑制药物分层， 有利于产品的分散和吸收，提高化妆品的 保湿性和成膜从性，延长化妆品效果并倍 感自然 食品级黄原胶 耐盐、耐酸增稠剂
5、，高效悬浮乳化剂，高粘填 充剂，被广泛应用于食品及饮料加工行业，可 明显提高食品及饮料的保水、保形能力和冻融 稳定性，改善口感，延长食品的保质期，大大 降低加工过程中输送、灌装和杀菌难度，从而 降低生产成本。 黄原胶在食品及饮料中的 应用、添加量及功效 产品 用量（） 功效 果汁饮料 0.2 0.3 增稠、悬浮果肉、防沉淀、改 善口感、有利于风味释放 乳饮料 0.01 0.2 增稠、悬浮、抑制分层、助泡 剂 水果罐头 0.2 0.3 增稠、悬浮、口感爽滑、延长 保质期、明显改善观感 冰激凌 0.1 0.3 增加微孔、抑制冰凌、使质地 细 滑、增加厚实度、提高稳定性 果冻 0.5 2.5 保形、
6、保水、改善口感、增加 弹性2. 细菌纤维素（Bacterial cellulose，BC） 由醋酸菌属（Acetobacter）、土壤杆菌属（ Agrobacterium）、根瘤菌属（Rhizobium）和八叠球 菌属（Sarcina）等中的某种微生物合成的胞外多糖 的统称。 其中比较典型的是醋酸菌属中的木醋杆菌（ Acetobacter xylinum），它具有最高的纤维素生 产能力，被确认为研究纤维素合成、结晶过程和结构 性质的模型菌株。 用途：可用作烧伤患者、皮肤损伤患者包扎伤口的纱 布；人造皮肤材料，促进皮肤再生，防止再次感染。3.普鲁兰 普鲁兰多糖（Pullulan）中文亦译为茁霉多
7、糖 、出芽短梗孢糖、普聚多糖或普鲁兰糖。它是 出芽孢梗霉产生的胞外多糖，以-1,6-糖苷 键结合麦芽糖构成同型多糖为主，即葡萄糖按 -1，4-糖苷键结合成麦芽三糖，两端再以 -1，6-糖苷键同另外的麦芽三糖结合，如此反 复连接而成高分子多糖。 普鲁兰多糖在医药方面的应用 在制药工业中用20的普鲁兰多糖代替动物胶 ，可简化防氧化胶囊的生产；添加510的 普鲁兰多糖，可适当提高软胶囊的柔性、弹性 、粘着性，使它能在胃肠预定区域溶解，释放 内含物，以提高药物的疗效。作为抗氧化包装 材料可使维生素c和酶制剂等易氧化药品延长 保存期。此外还可作为酶纯化的层析胶和酶固 定化的支持物。 4. 壳多糖（chi
8、tin） 4.1 来源 又名几丁质、甲壳质，化学名称是(1,4)-2-乙酰氨基-2- 脱氧-D-葡萄聚糖。广泛存在于虾、蟹等节足类动物的外壳、昆虫的甲壳、软体动物的壳和骨骼及菌、藻 类等，是自然界含量仅次于纤维素的第二大天然高分 子，又是唯一大量存在的天然碱性多糖。4.2 性质 分子间作用力极强，不溶于水和一般有机溶剂。制备壳多糖和壳聚糖的方法如下式：4.3 应用口服无毒，无皮肤刺激和眼刺激，对人体有良好的 相容性。 在医药应用 1）外科手术缝合线,在预定时间内有很强的抗张强 度，在体内有良好适应性，经过一段时间，脱乙 酰壳多糖缝合线能被溶菌酶酶解，被人体自行吸 收，伤口愈合后，不必拆线。 2
9、）制成纸、一次性尿布强吸水性材料，具有 良好透气性和吸水性，还有消炎作用。 3）医用敷料：甲壳素具有良好的组织相容 性，可灭菌、促进伤口愈合、吸收伤口渗 出物且不脱水收缩。 人造皮肤：透气、吸水、抑制疼痛和止 血消炎，不必摘除，自行吸收 4）止血棉、止血剂：在血管内注射高粘 度甲壳素，可形成血栓口愈合剂，使血 管闭塞，从而在手术中达到止血目的， 较注射明胶海绵等常规止血方法，操作 容易，感染少。 5）药物载体的重要原料，药物颗粒 剂、缓释膜、微胶囊等甲壳胺软胶囊是从壳多糖中提 取的纯天然制品，甲壳胺中的 纤维素携带正离子电荷，在肠 胃道内与带负离子电荷的脂肪 相结合，使之无法被肠胃道代 谢吸收
10、，从而达到减肥的目的 。另外甲壳胺进入人体后，通 过活化细胞，促进新陈代谢； 活化淋巴细胞，增强免疫力； 调节人体功能等“内因”手段 ，提高整个人体本身防病治病 的自然治愈力来对付各种疾病 。 5. 酵母菌多糖 来源：主要是酵母菌细胞壁的葡聚糖，由葡萄 糖组成的单一多糖，细胞壁含碱不溶性、碱溶 性、酸溶性3种葡聚糖。 作用：抗辐射（电脑族），抗病毒（增强免疫 力），抗癌，抗菌等功能6. 云芝多糖 从大型真菌云芝液体发酵产生的菌丝体 中提取的-葡聚糖-蛋白质复合体，多糖 占62%-80% 抗肿瘤7. 香菇多糖 香菇多糖是直接从香菇子实体中提取的，除含 有多糖外，还有氨基酸、蛋白质、微量元素等 对
11、人体有益的营养物质。 香菇多糖具有抗病毒、抗肿瘤、调节免疫功能 和刺激干扰素形成等功能，多糖成份中以葡萄 糖为主，含有少量的木糖和甘露糖。 对白血病、胃癌、宫颈癌等具有较明显疗效。 尤其在日本，它被广泛应用于药品和保健食品 中8.裂褶菌多糖 裂褶菌多糖是从裂褶菌子实体、菌丝体或发酵 液中提取出来的水溶性多糖，具有活性-萄 聚糖典型的-（1-3）主链、-（1-6）侧链 的多股螺旋结构，具有抑制肿瘤、抗菌消炎、 抗辐射、提高机体免疫力等多种生理活性，具 有良好的食用和药用价值 9.其他微生物多糖 从其他真菌中提取的抗病毒、抗肿瘤、 抗辐射、抗炎症、提高免疫力的有：猪 苓多糖、虫草多糖、亮菌多糖、银
12、耳多 糖、竹黄多糖、灵芝多糖、茯苓多糖等 多糖药物的细胞毒性小，不直接杀死肿 瘤细胞，而是通过增强体液免疫和细胞 免疫而达到抑制和消灭肿瘤的目的，对 正常细胞影响小。10. 多糖的应用前景 总的说来，多糖的应用可分为2类: 一类是在医药领域，利用多糖的独特理化性质 ，如易形成凝胶、高渗透压、高粘度和吸水性 ，制备医药材料、药物缓释剂、血浆代用品等 ；或利用多糖的抗原性、抗肿瘤等生物功能或 活性制备疫苗或新药。 另一类是在保健食品领域，活性多糖作为功能 性因子调节或增强人体免疫功能或起到抗肿瘤 、抗突变、抗病毒、抗凝血、抗溃疡、抗氧化 、降血糖、降血脂等保健作用。 目前国内也有多种产品上市，药品
13、类有 猪苓多糖产品，比如猪苓多糖注射液(增强免 疫功能，同乙肝疫苗结合治疗慢性乙肝); 香菇多糖产品，比如香菇多糖注射液(治慢性 肝炎及肿瘤治疗的辅助药); 灵芝多糖产品，比如灵芝多糖片、灵芝复方糖 浆等(主要用于肿瘤辅助治疗，慢性气管炎、 高血压、神经衰弱、糖尿病、高血脂等); 云芝多糖产品，比如云星胶囊、云芝苷肽冲剂 等(用于治疗慢性乙型肝炎、癌症辅助治疗、 免疫功能低下的老年病等); 黄芪多糖，比如黄芪多糖注射液(增强免疫功 能、保肝等作用)。 近年来，多糖的发现有成倍增加的趋势，多糖 的生物效应与其立体构象有关，当它与受体作 用时只有分子中几个寡聚糖片段与其受体结合 。 可以推测，象蛋白质和酶生物大分子一样，可 能在多糖分子中存在一个或几个寡聚糖片段“ 活性中心”，但这点尚需进一步证明。 多糖作为药物的最大优点是毒副作用少，但有 些问题尚待解决，如天然含量低，分离提取困 难;质量标准不易控制;分子结构难以测定等。
