综述:棘皮动物多糖的结构表征与生物学功能研究

【字体: 时间:2025年07月29日 来源:International Journal of Biological Macromolecules 7.7

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  (编辑推荐)本综述系统梳理了棘皮动物多糖(如硫酸岩藻聚糖SF、岩藻糖基化硫酸软骨素FCS)的结构特征(NMR、IR等)与生物活性,揭示其抗凝、免疫调节、抗肿瘤等机制,为海洋药物开发和功能食品应用提供重要参考。

  

棘皮动物多糖的结构奥秘与生命密码
海洋中神秘的棘皮动物(海参、海胆等)蕴藏着结构独特的生物活性多糖。这些大分子碳水化合物凭借高硫酸化特性,在人体内展现出比陆地多糖更强的生物相容性和靶向作用。

结构解码:从单糖到空间构象
通过核磁共振(NMR)和红外光谱(IR)等技术,研究者已解析出海参特有的岩藻糖基化硫酸软骨素(FCS)三维构型——其主链由β-1,3-葡糖醛酸与N-乙酰半乳糖胺交替连接,侧链则缀满硫酸化岩藻糖残基。而海胆多糖则以α-1,3-连接的硫酸岩藻聚糖(SF)为主,这种特殊的糖苷键赋予其独特的螺旋构象。

生物活性“多面手”
• 抗凝血领域:海参FCS通过抑制凝血因子Xase复合物,效果堪比肝素但出血风险更低
• 肿瘤微环境调控:海胆SF能阻断VEGF165与HSPG的结合,抑制肿瘤血管生成
• 代谢干预:紫海胆多糖可激活AMPK通路,显著降低糖尿病模型小鼠的空腹血糖

产业化应用瓶颈与突破
尽管已发现棘皮动物多糖能通过TLR4/MyD88通路激活巨噬细胞,但批次间结构差异仍是标准化生产的难题。最新固相化学合成技术已能制备结构均一的六糖单元,为药物开发奠定基础。

未来海洋药库的钥匙
随着冷冻电镜技术解析多糖-受体复合物结构,以及微流控芯片筛选平台的建立,棘皮动物多糖在抗阿尔茨海默病Aβ蛋白聚集、抗新冠病毒S蛋白结合等方面展现出惊人潜力。

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