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褐藻多糖--抗病毒的新选择

褐藻多糖--抗病毒的新选择

发布日期:2020-02-20 作者: 点击:

近年来病毒肆虐,严重危害着人类生命财产安全 ,如 2009 年新 甲型HIN1流感的爆发席卷了74个国家,造成巨大人员伤亡及经济损失 。人类免疫缺陷病毒引起的艾滋病(HIV )已被公认为最严重的世界性传染疾病。此外,单纯性疱疹病毒(HSV )、人乳头瘤状病毒(HPV )、乙肝病毒(HBV )等病毒也都严重危害人们的健康,因而针对病毒治疗药物的研究一直是一个热点话题。

褐藻多糖来源于海洋藻类,具有独特的生物学活性,如抗氧化 、免疫调节、抗肿瘤 、抗病毒 、抗凝血等,而褐藻多糖的抗病毒作用也越来越受到人们的关注。本文将就褐藻多糖的结构特征及其在抗病毒作用方面的研究进展作一综述 ,以期为褐藻多糖的高值化开发及抗病毒海洋药物的研发提供一定的思路和线索。

1 褐藻多糖的结构和分类

  褐藻多糖主要包括来源于褐藻细胞壁的褐藻胶 、褐藻糖胶和来源于褐藻细胞质的海带淀粉等。

1.1 褐藻胶

褐藻胶是1种水溶性酸性多糖,褐藻酸多数以二价金属盐存在,溶解度低,但其碱金属盐可溶于水 ,形成凝胶。褐藻胶分子中含有活泼的羧基和羟基,羧基与环氧丙烷反应可生成褐藻酸丙二醇酯 ,羟基可与氯磺酸反应形成褐藻酸硫酸酯。

图1.png

1.2 褐藻糖胶

褐藻糖胶是指含有岩藻糖和硫酸基的酸性多糖,主要存在于褐藻细胞壁基质中。因其主要是由L-岩藻糖组成,又被命名为岩藻聚糖 。

图2.png

1.3 海带淀粉

海带淀粉是褐藻代谢的贮存产物,海带淀粉有水溶性和不溶性2 种,前者能完全溶于冷水中,而另一种只溶于热水。研究表明,其溶解度与分枝化程度有关,分枝化程度越高,溶解度越大。

图3.png

2 褐藻多糖的抗病毒作用

大量研究表明,许多天然和化学合成的多糖对多种病毒都有抑制作用。褐藻多糖多为带硫酸根的酸性多糖,具有广泛的抗病毒作用,如:艾滋病毒,人乳头瘤状病毒,流感病毒,单纯疱疹病毒,柯萨奇病毒等 。目前对于褐藻多糖抗病毒的研究表明,褐藻多糖抗病毒具有低毒、高效等优点,对不同病毒的抑制效率和作用机制与其化学结构有着密切关系。

2.1褐藻多糖抗流感病毒

流感病毒的大爆发造成大量的人员伤亡和经济损 失,严重危害着 人类生命和财产安全。从褐藻中提取的4个组分多糖分别为AN1、AN2、AN3 、AN4,均具有明显的抗HIN1 活性 ,且随硫酸根含量的增大活性增强 。将聚甘露糖醛酸多糖继续进行酸解可以获得分子量较低的寡聚甘露糖醛酸 ,且分子量在5 kDa 以下的寡聚甘露糖醛酸OM具有较好的抗甲型H1N1 流感病毒体内外感染和增殖 的作用 。此外,利用流感病毒的分子和细胞模型研究发现聚甘露糖醛酸丙酯硫酸盐(P M S)具有很好的抑制甲型H1N1 病毒神经氨酸酶的活性 ,且可有效抑制病毒的体外增殖。此外 ,小鼠试验表明PMS 还能有效减轻病毒感染引起的肺炎 ,降低小鼠的死亡率,具有很大的临床应用价值。

褐藻.jpg

2.2 褐藻多糖抗其他类病毒

褐藻多糖具有广泛的抗病毒活性 ,除上述病毒以外 ,“911”作为 1 种褐藻多糖类药物能够抑制HBV 的 DNA 聚合酶 ,对乙肝病毒也具有很好的抑制作用。褐藻多糖硫酸酯和岩藻聚糖硫酸酯均具 有抑制登革2型病毒(DEN2)感染的活性;李凡等发现从渤海湾海带中提取的褐藻糖胶具有抗RNA病毒和DNA病毒的作用,对柯萨奇病毒B3(CVB3),脊髓灰质炎病毒 Ill(P V 一3)、腺病毒 Ⅲ型(A d-3)、埃可病毒 Vl(EC H 0-6)等引起的细胞病变都具有保护作用。褐藻胶具有抑制烟草花叶病毒 (T M V )的活性 ,并且其抑制效果随褐藻胶浓度,G 含量的增加而不断增强 。

3 褐藻多糖抗病毒作用机制

褐藻多糖可以通过干扰病毒的生活周期 ,或者是提高宿主的免疫应答反应从而提升清除病毒粒子的能力 。不同病毒粒子的生存周期不尽相同,但都包括几个主要的感染步骤:吸附、侵入、脱壳、合成、包装和释放等几个阶段。褐藻多糖通过抑制病毒的不同感染阶段来抑制病毒的增殖 。褐藻多糖结构不同,其作用机制也有差别。

4 展 望

海洋生物中存在着大量的活性物质,其中褐藻多糖是来源非常丰富的一类化合物 。褐藻多糖具有独特复杂的化学结构 ,决定了其构效关系和生物活性研究的复杂性和难度。多糖中除了肝素有较强的抗凝活性外 ,一般的硫酸多糖 ,如低分子肝素及右旋糖酐硫酸酯 ,对人体没有足以妨碍临床使用的毒性。目前上市的糖类药物特别是海洋多糖药物为数不多,主要为抗凝血 、降血脂及调节免疫力 的相关制剂 。然 而,近些年的研究表明,褐藻多糖特别是海洋类肝素多糖在艾滋病,病毒性肝炎等疑难病症的治疗方面显示了诱人的应用前景。

21 世纪是海洋的世纪 ,海洋将成为人类的新的药源宝库,从中寻找抗病毒药物的研究还刚刚起步 。褐藻生物多糖作为1种多功能的活性物质 ,是人类战胜疾病的新的有力武器 ,其应用范围将不断扩大。褐藻多糖具有来源广泛,廉价易得及天然高效等诸多优点 ,必将 引起 人们越来越多的重视。可以相信 ,随着海洋多糖 的化学分离、提纯、合成和抗病毒研究的不断深人,及多糖制药工艺的进一步发展,基于褐藻多糖的抗病毒药物将会具有更加广阔的市场。

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