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灵芝多糖的研究概况 3 乔 英1 董学畅1 邱明华1, 2 (1. 云南民族大学化学与生物技术学院,云南昆明650031, 2. 昆明植物研究所云南昆明650204) 摘 要 灵芝属真菌具有很高的药用价值从而得到广泛的研究与应用,而多糖类化合物是灵芝属真菌的主要化学成分 之一,因此对多糖类化合物的深入研究将有利于进一步研究灵芝属真菌的药理活性及其应用. 综述了国内外近年来对灵芝多 糖的化学结构、多糖的组成、部分多糖的分子量、药理作用及其结构与药理之间的关系等研究的近况,拟对其灵芝资源的深入 开发起到促进作用. 关键词 灵芝; 多糖; 分子结构; 药理作用 【中图分类号】O629. 12 【文献标识码】A 【文章编号】1672—8513 (2006) 02 - 0134 - 04 Studies on Polysaccharides from Ganoderma lucidum Qiao Ying1 Dong Xuechang1 QiuMing2hua1, 2 (1. School of Chemistry and Biotechnology, Yunnan NationalitiesUniversity, Kunming 650031, China, 2. Kunming Institute of Botany, The Chinese Academy of Sciences, Kunming 650204, China) Abstract: There are many research works on Ganoderma lucidum which has high value on medicine. Research on Ganoderma lucidum polysaccharideswhich is one of the main effective component in Ganoderma lucidum is good app lication of the chemical constituents and pharmacy activity of Ganoderma lucidum. This paper p rovides a com2 p rehensive survey on research of polysaccharides from Ganoderma lucidum in the world, introduces chemical struc2 tures, constitutes, pharmacy activity, the relation between structures and pharmacy activity and p resent molecular weight among these polysaccharides. These studies can advance the research and development of the resources of Ganodma Lucidum. Key words: Ganoderma lucidum; polysaccharide; structure; pharmacy activity 0 引言 灵芝为灵芝科灵芝属(Ganoderma Karst)真菌[ 1 ] , 作为一种名贵中药在我国用于临床已有悠久的历史. 灵芝类所含化学成分复杂,且因所用菌种培养方法、 提取方法等不同而异. 研究灵芝类的化学成分的目 的,在于了解和比较灵芝属不同品种及同一品种的不 同发育阶段(如子实体、菌丝体、孢子体)所含的化学 成分,通过药理及临床研究确定其有效成分或有效部 分. 目前研究较多的灵芝化学成分主要有:三萜类化 合物、多糖类、核苷类、甾醇类、生物碱类、呋喃衍生 物、氨基酸多肽类、无机元素、脂肪酸等. 多糖类化合物是灵芝所含重要的化学成分之 一,现已证明,灵芝多糖类具有抗肿瘤、免疫调节、降 血糖、降血脂、抗氧化和抗衰老等作用,故灵芝多糖 类是灵芝的主要有效成分. 临床试验证实,灵芝多糖 还可作为肿瘤化学治疗和放射治疗的有效辅助治疗 药. 有关灵芝多糖类的分离、纯化、结构确证的研究 方兴未艾,迄今仍是国内外瞩目的重要课题. 1 灵芝多糖的化学结构 由于灵芝的种类、产地、分离提取方法各异,所 获灵芝多糖的理化特性、分子量、化学结构、单糖组 分和连接方式不同,生物活性亦有差异. 且多糖化学 134 3 收稿日期: 2005 - 06 - 22 基金项目:中国科学院知识创新工程重要方向(KSCZX - SW - 301 - 08) ;西部之光联合学者计划资助项目. 作者简介:乔英(1977～) ,女,云南人,硕士研究生,主要从事天然有机化合物的学习与研究. 结构复杂,多糖微观不均一性,或结构键中有缺陷, 或是分子量分散,致难于得出完全正确的其多糖的 化学结构式. 一般灵芝多糖结构描述包括:分子量范 围;单糖的组成;单糖连接点;单糖和糖苷键构型;重 复单元. 单糖间糖苷键连接有( 1 →3 ) , ( 1 →4 ) , (1→ 6)数种[ 2 ] . 目前发现多数灵芝多糖具有分支, 部分多糖还含有肽链. 表1 灵芝多糖的化学结构和分子量 均一体化学结构分子量文献 BN3B BN3B1 β(1→6)β(1→3) 葡聚糖3150 ×104 [ 3 ] BN3B3 β(1→6)β(1→3) 阿拉伯半乳聚糖4100 ×104 BN3B4 4160 ×104 BN3B5 5100 ×104 BN3C BN3C1 β(1→6)β(1→3) 葡聚糖1162 ×104 [ 4 ] BN3C2 β(1→6)β(1→3) 肽多糖2145 ×104 GLA GLA2 肽多糖0193 ×104 [ 5 ] GLA4 均以β(1→3)为主杂多糖1133 ×104 GLA6 含少量β(1→6)及β(1→4) 肽多糖1128 ×104 GLA7 以半乳糖、葡萄糖为主杂多糖1120 ×104 GLA8 肽多糖1148 ×104 GLB GLB2 β(1→4)为主,尚有β(1→6) 葡聚糖0171 ×104 GLB3 β(1→4)为主,极少β(1→6) 甘露葡聚糖0177 ×104 GLB4 β(1→4) 杂多糖0190 ×104 GLB6 β(1→4)含乙酰基杂多糖0188 ×104 GLB7 β(1→4)为主,尚有β(1→6) 杂多糖0190 ×104 GLB9 β(1→4)为主半乳葡聚糖0193 ×104 GLB10 β(1→4)β(1→6)含乙酰基杂多糖0168 ×104 GLC GLC1 β(1→4)少量β(1→6) 肽多糖0157 ×104 GLC2 β(1→4)少量β(1→6)含乙酰基葡聚糖0160 ×104 TGLB TGLB1 β(1→4) 吡喃型葡聚糖1101 ×104 [ 6 ] TGLB8 α(1→4)α(1→3)α(1→6) 甘露葡聚糖0178 ×104 TGLB10 β(1→6)β(1→4) 甘露葡聚糖0130 ×104 TGLP TGLP - 2 β(1→3)β(1→4) 甘露葡聚糖20190 ×104 [ 7 ] TGLP - 3 β(1→3)β(1→4)β(1→6) 葡聚糖4150 ×104 TGLP - 6 β(1→3)β(1→4) 葡聚糖4150 ×104 TGLP - 7 β(1→3)β(1→4)β(1→6) 半乳聚糖10100 ×104 GLSP GLSP1 杂多糖[ 8 ] GLSP2 β(1→3)β(1→6)β(1→4) 葡聚糖1128 ×104 GLSP3 β(1→6)β(1→4) 葡聚糖1141 ×104 2 灵芝多糖的组成 灵芝多糖是由肽多糖、葡萄糖、杂多糖等多糖均 一体组成的混合物,是灵芝中的主要有效成分[ 9 ] . 从构成来看,灵芝多糖大多为杂多糖,即除葡萄糖基 外,还含有少量D - 阿拉伯糖、D - 木糖、D - 半乳 糖、D - 甘露糖、L - 岩藻糖、L - 鼠李糖、L - 阿拉伯 糖等单糖[ 9 ] . 目前已分离到的灵芝多糖有200多种,其中大 部分为β - 型的葡聚糖,多存在于灵芝细胞壁内壁 中,液体培养的发酵液和固体培养的培养基中也有 灵芝菌丝分泌的胞外多糖. 多糖链由三股单糖链构 成,是一种螺旋状立体构形物,其立体构型和DNA、 RNA相似,螺旋层之间主要氢键固定定位,分子量 从数百到数十万. 除少数小分子多糖外,大多灵芝多 糖不溶于高浓度的酒精中而溶于热水中. 灵芝多糖 可分为3种:即灵芝子实体多糖、液体发酵产生的菌 丝体多糖(胞内多糖)和发酵液多糖(胞外多糖) ,胞 内多糖和胞外多糖都是其有效多糖. 135 第2期 乔 英等:灵芝多糖的研究概况 表2 灵芝多糖的单糖组成(摩尔比) [ 11 ] 样 品葡萄糖半乳糖甘露糖木糖阿拉伯糖岩藻糖鼠李糖 菌丝体多糖5135 2167 1100 1119 - 0138 0137 子实体多糖5182 2123 1100 1135 0172 - 0151 3 灵芝多糖的结构与其生物活性间的关系 从不同的菌种,不同的提取方法提取灵芝多糖, 其多糖的结构和活性都会有差异. 活性强弱与分子 质量、溶解度、粘度、多糖链的分支程度及支链上羟 基取代的数量、糖苷键的类型、以及多糖的立体构型 有关. 灵芝多糖分子量为1 ×( 104 ～106 )时显示出 强抑制肿瘤活性. 灵芝多糖主链越长,侧链频率越 高,分子量越大,生物活性越高. [ 12 ]而决定灵芝药效 的是其有效多糖,而非多糖,他们的主要区别是有效 多糖在结构上为β构型、多糖分支密度高,且糖苷 键连接方式有β ( 1 → 3 ) , ( 1 → 6 ) ,或β ( 1 → 4 ) (1→ 6) ,或含有肽链组成的,而一般多糖不具有这 一性质. [ 13 ]活性不仅与初级结构有关,还在更大程 度上受二级、三级结构的影响. 三股螺旋构象对其活 性可能是必需的,即链内或链外的氢键是决定活性 高低的重要因素. 乙酰基的存在影响氢键的形成,进 而影响灵芝多糖活性所需的螺旋型立体结构. 有文 献报道[ 14 ] ,以β(1→ 3)糖苷键为主链葡聚糖,其抗 肿瘤活性与β(1→ 6)为支链的分支度有关. 4 灵芝多糖的药理作用 经大量临床和药理分析表明,灵芝对慢性支气 管炎、冠心病、心绞痛、慢性肝炎、神经衰弱、头晕等 症均有一定疗效. 其还具有明显的免疫调节功能、抗 肿瘤和抗衰老活性. 4. 1 防辐射及升高白细胞作用[ 15 ] GLP5 具有抗60 Co辐射及CPM引起的小鼠白细 胞下降,和防止小鼠骨髓DNA含量降低的作用,同 时有保护小鼠或CMP引起的胸腺缩小. 此外,加不 同剂量灵芝多糖后均对细胞增殖有抑制作用,从而 使受损细胞不能增殖,实现抗辐射作用. 4. 2 抗肿瘤作用[ 16 - 18 ] 肿瘤的发生与机体的免疫状态有着密切的关 系. 免疫监视理论认为机体免疫系统通过细胞免疫 机能识别肿瘤细胞. 灵芝多糖能增强巨噬细胞与 NK细胞的活性,使IL - 1、TNF多糖的分泌增强,并 使IL - 2的释放增加. 这些都能提高机体的免疫监 视功能,从而减少肿瘤的发生. 灵芝具有抗肿瘤作 用,而灵芝多糖是其抗肿瘤作用的主要有效成分,其 抗肿瘤作用机制可能是宿主中介性的,即通过增强 机体免疫功能而实现. 4. 3 免疫调节作用[ 19 ] 灵芝一方面具有免疫增强和免疫恢复作用,另 一方面也具有抗变态反应的作用. 对机体的免疫状 态起着双向调节作用. 林志彬教授认为,灵芝的免疫 调节作用是其“扶正固本”的重要环节,是通过增强 或调节机能的免疫功能,以减轻致病因素对机体的 损伤, 从而提高机体抗病能力, 达到防病治病的 目的. 4. 4 调节血糖作用[ 20, 21 ] 灵芝多糖能直接促进胰岛B细胞分泌胰岛素. 灵芝多糖通过促进胰岛素细胞GLUT2蛋白的表达 从而有助于葡萄糖转运入B细胞,促进葡萄糖的代 谢,引起胰岛细胞外Ca2 +内流而起到促胰岛素释放 的作用. 4. 5 抗衰老作用 灵芝多糖具有多方面免疫功能,不论是非特异 免疫功能,还是特异免疫功能,细胞免疫还是体液免 疫,正常小鼠还是老年小鼠,均能有效地维持集体的 免疫功能,达到抗衰老的目的. 灵芝多糖的抗衰老作 用与抗自由基氧化的功能是密切相关的,它能阻止 自由基损伤,终止脂质过氧化,保护细胞、延缓衰 老. [ 22 ]灵芝多糖还能促进DNA合成,延长体外传代 细胞的分裂代数的能力,推迟衰老的作用. [ 23 ] 4. 6 灵芝多糖用作免疫增强剂[ 24 ] 灵芝多糖能增强巨噬细胞的吞噬作用,加强体 液免疫,提高鲍血清凝聚活力,可作免疫增强剂. 这 些免疫增强剂已被广泛应用在水产养殖动物中,其 功能是多方面的,大致包括:在甲壳动物中,可活化 血淋巴中的吞噬细胞,提高吞噬病原的能力;刺激血 淋巴液中抗菌、溶菌活力的产生或升高;激活酚氧化 酶原系统产生识别信号及介导吞噬等. 在鱼类中,可 激活嗜中性粒细胞及质细胞的吞噬作用;激活淋巴 细胞产生或分泌淋巴因子以协调体液免疫和细胞免 疫;刺激抗体的产生和补体的生成等. 5 展望 灵芝多糖类化合物是灵芝所含重要的化学成分 136 云南民族大学学报(自然科学版) 第15卷 和药理有效成分之一,现已证明,灵芝多糖类具有抗 肿瘤作用、免疫调节作用、降血糖作用、降血脂作用、 抗氧化作用和抗衰老等作用. 临床试验也进一步表 明,灵芝多糖可作为肿瘤化学治疗和放射治疗的有 效辅助治疗药物,具有良好的生理活性. 因此,对灵 芝多糖的深入研究,必将为进一步研究灵芝药理作 用机制、提高临床疗效、改进生产工艺及质量控制标 准提供理论根据. 参考文献: [ 1 ] 林志彬. 灵芝的现代研究[M ]. 北京:北京大学医学出版社, 2001. [ 2 ] 牛君仿, 方正, 王红秉, 等. 灵芝有效化学成分研究进展[ J ]. 河北农业大学学报, 2002, 25 (5) : 51. [ 3 ] 何云庆, 李荣芷, 陈琪, 等. 灵芝免疫活性多糖的化学研究[ J ]. 中国中药杂志, 1992, 17 (4) : 226. [ 4 ] 何云庆, 李荣芷, 陈琪, 等. 灵芝扶正固本有效成分灵芝多糖的化学研究[ J ]. 北京医科大学学报, 1989, 21 (3) : 225. [ 5 ] 李荣芷, 何云庆. 灵芝抗衰老机理与活性成分灵芝多糖的化学与构效研究[ J ]. 北京医科大学学报, 1991, 23 (6) : 473. [ 6 ] 何云庆, 李荣芷, 林志彬, 等. 泰山赤芝免疫活性多糖的化学研究[ J ]. 北京医科大学学报, 1995, 27 (1) : 58. 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