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多糖

來(lái)源:泰然健康網(wǎng) 時(shí)間:2026年04月07日 05:02

多糖(polysaccharide)又稱聚糖,是多個(gè)單糖分子通過(guò)脫水縮合形成的糖苷鍵連接而形成的聚合高分子碳水化合物,分子式為(C6H10O5)n, [16

]相對(duì)分子質(zhì)量極大,為30000~400000000。 [18

]多糖中最主要的成分是D-葡萄糖,其他成分有單糖酸、氨基糖以及氨基糖衍生物等。 [14

]根據(jù)生物來(lái)源,多糖可分為植物多糖、動(dòng)物多糖和微生物多糖;根據(jù)組成成分,可分為同多糖和雜多糖;根據(jù)功能,可分為儲(chǔ)存性多糖和結(jié)構(gòu)性多糖。 [16

]大多數(shù)多糖為無(wú)定形粉末,沒(méi)有甜味,不溶于水。 [15

]雖然有些多糖可以在酸或堿的作用下轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄裕瞧浞肿右矔?huì)有所降解。 [16

]多糖具有無(wú)毒、生物相容性和可生物降解性的特點(diǎn)。 [14

]

多糖廣泛存在于動(dòng)物、植物、微生物等生命體中。 [17

]例如淀粉幾乎存在于所有綠色植物的多數(shù)組織中,菊糖大量存在于菊科植物中,糖原存在于動(dòng)物的肝臟和骨骼中,纖維素是植物(包括某些真菌和細(xì)菌)細(xì)胞壁的主要成分等。 [18

]多糖可以從植物、海藻等生物體中提取,也可以通過(guò)生物技術(shù)方法合成。 [14

]例如纖維素在酸性水溶液中完全水解可得到D-葡萄糖,用酶部分水解可產(chǎn)生纖維二糖, [15

]動(dòng)物多糖類藥物提取自動(dòng)物體,植物多糖類藥物多從植物中獲取。 [17

]

多糖是構(gòu)成生命的四大基本物質(zhì)之一, [17

]在人體中具有重要的生理功能,為機(jī)體提供能量。例如糖原、淀粉可以產(chǎn)生葡萄糖,蔬菜中的纖維素是“膳食纖維”等。 [16

]天然多糖可以增強(qiáng)免疫系統(tǒng),幫助治療多種疾病。 [14

]多糖還被廣泛應(yīng)用于食品、食品包裝、藥物輸送、組織工程、傷口敷料、廢水處理和生物修復(fù)等領(lǐng)域。 [14

]

結(jié)構(gòu)

播報(bào)

多糖(polysaccharide)是由多個(gè)單糖分子縮合、失水而成,是一類分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜且龐大的糖類物質(zhì)。凡符合高分子化合物概念的碳水化合物及其衍生物均稱為多糖。多糖在自然界分布極廣,亦很重要。有的是構(gòu)成動(dòng)植物細(xì)胞壁的組成成分,如肽聚糖和纖維素;有的是作為動(dòng)植物儲(chǔ)藏的養(yǎng)分,如糖原和淀粉;有的具有特殊的生物活性,像人體中的肝素有抗凝血作用,肺炎球菌細(xì)胞壁中的多糖有抗原作用。 [2]

百科x混知:圖解單糖和多糖

多糖的結(jié)構(gòu)單位是單糖,多糖相對(duì)分子質(zhì)量從幾萬(wàn)到幾千萬(wàn)。結(jié)構(gòu)單位之間以苷鍵相連接,常見(jiàn)的苷鍵有α-1,4-苷鍵、β-1,4-苷鍵和α-1,6-苷鍵。結(jié)構(gòu)單位可以連成直鏈,也可以形成支鏈,直鏈一般以α-1,4-苷鍵(如淀粉)和β-1,4-苷鍵(如纖維素)連成;支鏈中鏈與鏈的連接點(diǎn)常是α-1,6-苷鍵。 [3]

由一種類型的單糖組成的有葡萄糖、甘露聚糖、半乳聚糖等,由二種以上的單糖組成的雜多糖有阿拉伯膠等,在化學(xué)結(jié)構(gòu)上實(shí)屬多種多樣。就分子量而論,有從0.5萬(wàn)個(gè)分子組成的到超過(guò)106個(gè)的多糖。比10個(gè)少的短鏈的稱為寡糖。不過(guò),就糖鏈而論即使是寡糖,在寡糖上結(jié)合了蛋白質(zhì)和脂類的,就整個(gè)分子而論,如果是屬于高分子,則從廣義上來(lái)看也屬于多糖,因此特稱為復(fù)合多糖或復(fù)合糖質(zhì)。 [4]

命名

播報(bào)

多糖(polysaccharide)又稱聚糖(glycan),是指由大量單糖(monosaccharide,glycose)通過(guò)糖苷鍵所形成的高分子化合物。由相同單糖片段形成的多糖稱為同多糖(homopolysaccharide)或同聚糖(homoglycan);由兩個(gè)或兩個(gè)以上不同單糖組成的多糖可稱為雜多糖(heteropolysaccharide)或雜聚糖(heteroglycan)。 [10]

(1)同多糖的命名:用“D-”或“L-”標(biāo)示糖的構(gòu)型;若同多糖的連接方式相同時(shí),糖苷鍵用數(shù)字和箭頭標(biāo)示在構(gòu)型符號(hào)的前面;若連接方式不同可不標(biāo)示連接方式。 [10]

(2)雜多糖的命名:當(dāng)雜多糖有僅由一種糖殘基組成的主鏈(骨架)時(shí),此種糖殘基置于最后稱為聚糖,其余殘基按照英文詞頭字母順序作為前綴。當(dāng)不存在單一糖型的主鏈時(shí),所有的殘基按照英文詞頭字母順序排列,并以后綴“聚糖”結(jié)尾。 [10]

分類

播報(bào)

多糖的廣義分類分為:均一性多糖和不均一性多糖。 [5]

均一性多糖

由一種單糖分子縮合而成的多糖,叫做均一性多糖。自然界中最豐富的均一性多糖是淀粉和糖原、纖維素。它們都是由葡萄糖組成。淀粉和糖原分別是植物和動(dòng)物中葡萄糖的貯存形式,纖維素是植物細(xì)胞主要的結(jié)構(gòu)組分。 [5] [12

]

1、淀粉

淀粉是植物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的一種貯存形式,也是植物性食物中重要的營(yíng)養(yǎng)成分,分為直鏈淀粉和支鏈淀粉。 [5]

① 直鏈淀粉:許多α-葡萄糖以α-1,4-糖苷鍵依次相連成長(zhǎng)而不分開(kāi)的葡萄糖多聚物。典型情況下由數(shù)千個(gè)葡萄糖線基組成,分子量從150000到600000。結(jié)構(gòu)是長(zhǎng)而緊密的螺旋管形。這種緊實(shí)的結(jié)構(gòu)是與其貯藏功能相適應(yīng)的。遇碘顯藍(lán)色。 [5]

② 支鏈淀粉:在直鏈的基礎(chǔ)上每隔20-25個(gè)葡萄糖殘基就形成一個(gè)α-1,6支鏈。不能形成螺旋管,遇碘顯紫色。 [5]

2、糖原

糖原與支鏈淀粉類似,只是分支程度更高,每隔4個(gè)葡萄糖殘基便有一個(gè)分支。結(jié)構(gòu)更緊密,更適應(yīng)其貯藏功能,這是動(dòng)物將其作為能量貯藏形式的一個(gè)重要原因,另一個(gè)原因是它含有大量的非原性端,可以被迅速動(dòng)員水解。糖原遇碘顯紅褐色。 [5]

3. 纖維素

許多β-D-葡萄糖分子以β-(1-4)糖苷鍵相連而成直鏈。纖維素是植物細(xì)胞壁的主要結(jié)構(gòu)成份,占植物體總重量的1/3左右,也是自然界最豐富的有機(jī)物,地球上每年約生產(chǎn)1011噸纖維素。木材、紙張、纖維、棉花、亞麻。完整的細(xì)胞壁是以纖維素為主,并粘連有半纖維素、果膠和木質(zhì)素。約40條纖維素鏈相互間以氫鍵相連成纖維細(xì)絲,無(wú)數(shù)纖維細(xì)絲構(gòu)成細(xì)胞壁完整的纖維骨架。降解纖維素的纖維素酶主要存在于微生物中,一些反芻動(dòng)物可以利用其消化道內(nèi)的微生物消化纖維素,產(chǎn)生的葡萄糖供自身和微生物共同利用 [11

]。雖大多數(shù)的動(dòng)物(包括人)不能消化纖維素,但是含有纖維素的食物對(duì)于健康是必需的和有益的。 [5]

4、幾丁質(zhì)(殼多糖)

N-乙酰-D-葡萄糖胺以(1,4)糖苷鏈相連成的直鏈。 [5]

5、菊糖

多聚果糖,存在于菊科植物根部。 [5]

6、瓊脂

多聚半乳糖,是某些海藻所含的多糖,人和微生物不能消化瓊脂。 [5]

不均一性多糖

由不同的單糖分子縮合而成的多糖,叫做不均一多糖。常見(jiàn)的有:透明質(zhì)酸、硫酸軟骨素等。 [5]

有一些不均一性多糖由含糖胺的重復(fù)雙糖系列組成,稱為糖胺聚糖,又稱粘多糖、氨基多糖等。 [5]

糖胺聚糖是蛋白聚糖的主要組分,按重復(fù)雙糖單位的不同,糖胺聚糖有五類:

化學(xué)性質(zhì)

播報(bào)

多糖無(wú)甜味,在水中不能形成真溶液,只能形成膠體,相對(duì)分子質(zhì)量很大故無(wú)還原性,無(wú)變旋性,但有旋光性。 [1]

生物學(xué)功能

播報(bào)

某些多糖,如纖維素和幾丁質(zhì),可構(gòu)成植物或動(dòng)物骨架。淀粉和糖原等多糖可作為生物體儲(chǔ)存能量的物質(zhì)。不均一多糖通過(guò)共價(jià)鍵與蛋白質(zhì)構(gòu)成蛋白聚糖發(fā)揮生物學(xué)功能,如作為機(jī)體潤(rùn)滑劑、識(shí)別外來(lái)組織的細(xì)胞、血型物質(zhì)的基本成分等。 [5]

多糖類化合物廣泛存在于動(dòng)物細(xì)胞膜和植物、微生物的細(xì)胞壁中,是由醛基和酮基通過(guò)苷鍵連接的高分子聚合物,也是構(gòu)成生命的四大基本物質(zhì)之一。 [5]

功能及應(yīng)用價(jià)值

播報(bào)

免疫調(diào)節(jié)

植物多糖可以通過(guò)增大巨噬細(xì)胞體積來(lái)提高機(jī)體免疫力。植物多糖對(duì)巨噬細(xì)胞吞噬活性的影響與其濃度有一定關(guān)系,在適當(dāng)?shù)臐舛确秶鷥?nèi)能促進(jìn)巨噬細(xì)胞的吞噬作用。植物多糖可以通過(guò)調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞細(xì)胞因子的分泌量來(lái)調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞功能。植物多糖可以通過(guò)調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞內(nèi)酶的活性進(jìn)而影響巨噬細(xì)胞的功能。 [6]

植物多糖對(duì)淋巴細(xì)胞的調(diào)節(jié)作用主要體現(xiàn)在對(duì)其增殖能力、亞群結(jié)構(gòu)、細(xì)胞因子分泌等的影響。一定濃度的植物多糖可以促進(jìn)淋巴細(xì)胞增殖,改善淋巴細(xì)胞亞群結(jié)構(gòu),從而調(diào)節(jié)機(jī)體免疫功能。植物多糖可以通過(guò)促進(jìn)細(xì)胞因子分泌來(lái)增強(qiáng)機(jī)體的免疫功能。植物多糖可以提高動(dòng)物機(jī)體血清中抗體水平,增強(qiáng)機(jī)體免疫功能。 [6]

植物多糖可以激活自然殺傷細(xì)胞,增強(qiáng)其殺傷活性。 [6]

當(dāng)歸多糖、茯苓多糖、圓錐繡球多糖、酸棗仁多糖等均可激活補(bǔ)體系統(tǒng)。 [6]

抗病毒及抗癌

多糖對(duì)腫瘤細(xì)胞呈細(xì)胞毒作用而發(fā)揮直接的抗腫瘤作用。部分多糖可以誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡和抑制腫瘤細(xì)胞誘導(dǎo)分化。從大腸桿菌中提取的莢膜多糖能抑制 B16-BL16 黑色素瘤細(xì)胞及 MDA-MB-231 乳腺癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移,并能降低 B16-BL16 對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞、細(xì)胞間的黏附分子、選擇性蛋白的黏附作用。 [7]

有些多糖對(duì)腫瘤細(xì)胞無(wú)直接抑制作用,而是通過(guò)增強(qiáng)機(jī)體的免疫功能而發(fā)揮抗腫瘤作用,多糖的免疫調(diào)節(jié)作用是抗腫瘤作用的主要機(jī)制之一。 [7]

多糖主要通過(guò)以下幾種途徑發(fā)揮抗腫瘤作用:直接的細(xì)胞毒性,免疫增強(qiáng)作用,合用傳統(tǒng)抗腫瘤藥發(fā)揮協(xié)同效應(yīng)。多糖的直接抗腫瘤作用是通過(guò)誘導(dǎo)癌細(xì)胞凋亡,細(xì)胞周期阻滯,抑制腫瘤細(xì)胞的入侵、黏附、轉(zhuǎn)移來(lái)抑制腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng);多糖的間接抗腫瘤作用是通過(guò)免疫增強(qiáng)效應(yīng)來(lái)增強(qiáng)宿主的免疫功能。 [7]

降血糖

菌類中藥多糖具有良好的降血糖和抗糖尿病效應(yīng),其主要經(jīng)由促肝糖元合成,促糖酵解或抑制 α-糖苷酶的活性等途徑影響糖代謝,也可直接作用胰島β細(xì)胞,促進(jìn)胰島素分泌,增加胰島素敏感性以及增強(qiáng)抗氧化應(yīng)激而發(fā)揮降血糖功能。因此,菌類中藥多糖降血糖作用機(jī)制呈多效應(yīng)、多靶點(diǎn)、多途徑等特點(diǎn)。 [8]

其他用途

多糖具有較大的分子量,通常以主鏈伴以側(cè)鏈的形式存在,這種結(jié)構(gòu)決定了它具有其它物質(zhì)所不具有的加工特性和流變性質(zhì)。同時(shí)它具有多羥基結(jié)構(gòu)和空間的折疊,會(huì)具有良好的親水性以及一定的乳化能力,在水中容易形成凝膠,具有較高的黏度。在飲料中添加多糖可以增加飲料的黏度和穩(wěn)定性,同時(shí)也會(huì)賦予飲料新鮮的口感;在面制品加工中,多糖可以增強(qiáng)面筋持水能力、提高面筋彈性;在肉制品中添加一定量的多糖還可以有效地提高肉制品的持水性,改善肉制品的質(zhì)構(gòu)(如彈性、切片性等)。同時(shí)多糖還具有抗衰老、抗氧化、抗?jié)?,調(diào)節(jié)身體免疫力等多種作用。 [9]

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