全 文 ：第 31卷　第 2期
2009 年 4 月
三峡大学学报(自然科学版)
J of China Three Go rges Univ.(Natural Sciences)
Vol.31 No.2
Apr.2009
收稿日期:2008-10-20
基金项目:国家自然科学基金项目(30670213);湖北省自然科学基金创新群体资助项目(2007ABC008)
通讯作者:邹　坤(1962-),男 ,教授 ,主要从事天然药物开发与应用.
百合科植物多糖研究进展
晏传奇　邹　坤
(三峡大学 天然产物研究与利用湖北省重点实验室 ,湖北 宜昌　443002)
摘要:百合科植物中含有大量的多糖类物质 ,它们不仅在植物体内发挥重要作用 ,而且具有多种重
要生物学功能.本文主要从百合科植物多糖的结构和生物活性两方面作一综述.
关键词:百合科;　多糖;　结构;　生物活性
中图分类号:Q949.74+8.24　　　文献标识码:A 　　　文章编号:1672-948X(2009)02-0096-05
Advances in Research on Plant Polysaccharides of Liliaceae
Yan Chuanqi　Zou K un
(Hubei Key Laboratory of Natural Products Research &Development , China Three Go rges Univ., Yichang
443002 , China)
Abstract　Po lysaccharides exist w idely in Liliaceae , which no t only play s an impo rtant role in the g row th and
metabolism o f plants , but also po ssesses many impo rtant biological functions.The research prog ress of plant
po ly saccharides in Liliaceae on their structures and bio logical act ivities is summarized mainly.
Keywords　Liliaceae;　po lysaccharides;　st ructure;　bioactivity
　　百合科植物为被子植物门 、单子叶植物纲 ,在自
然界分布广泛 ,含有生物碱 、强心苷 、皂苷 、蒽醌 、多糖
等成分 ,其中多糖是主要成分之一.据报道 ,芦荟多
糖 、黄精多糖和百合多糖都有很好的增强免疫力 、降
血糖 、抗肿瘤 、抗病毒等生物活性.目前 ,对百合科中
芦荟 、黄精等属的植物多糖研究较多.文章主要从百
合科植物多糖的结构和生物活性两方面作一综述.
1　多糖的结构
根据目前的文献报道 ,百合科的植物多糖在结构
研究方面 ,大多做到单糖组成的确定及其比例 ,在糖
链连接位置和构型方面也有少量报道.1958年 ,日本
东北大学的 Mickiko T 等[ 1] 从知母根茎中提取分离
出 4种知母多糖(anemerans)A 、B 、C 、D ,研究表明它
们主要由鼠李糖 、阿拉伯糖 、木糖 、半乳糖 、葡萄糖 、岩
藻糖 ,甘露糖组成.酸性糖检测表明 ,知母多糖 A 含
有半乳糖醛酸和葡萄糖醛酸 , C 中含半乳糖醛酸 , 4
种知母多糖中均含有乙酰氧基.李志孝等[ 2] 分析了从
天门冬分离纯化得到的多糖 ACP1 ,其主要由葡萄糖
和半乳糖按照摩尔比为 0.87∶1.00 组成 ,进一步研
究得出 ACP1 的结构可能是每 8个 β-半乳糖与 6个
α-葡萄糖连接构成主链 ,并在其中一个半乳糖残基的
3-O位上接一个α-葡萄糖支链.林晓等[ 3] 从沿阶草族
沿阶草属植物麦冬 Ophiopogon japonicus (Thunb.)
Ker-Gaw l.的干燥块根分离得到麦冬多糖(POJ),它
主要由果糖与葡萄糖按摩尔比为 35 ∶1组成.韩凤梅
等[ 4] 从沿阶草族山麦冬属湖北麦冬 Liriope spicata
(Thunb .)Lour.var.proli f era Y .T .Ma 的干燥块
根分离得到一山麦冬多糖 ,它为单一葡萄糖组成的均
一多糖.
Pugh 等从翠叶芦荟(又名库拉索芦荟)Aloe bar-
badensis中分离出一种多糖 Aloeride ,主要有 37.2%
葡萄糖 、23.9 %半乳糖 、19.5%甘露糖和 10 .3 %阿拉
伯糖.而翠叶芦荟中的主要多糖成分为乙酰化甘露聚
糖 ,含量约 78%的为 β-(1 ※4)乙酰化的长链甘露聚
糖 ,其中甘露糖与乙酰化甘露糖的比例大约为
1∶1[ 5] .朱燕等[ 6] 从中华芦荟叶片中分离得到一种纯
酸性多糖 APS-2 ,其单糖组成为葡萄糖 、半乳糖 、甘露
糖 、鼠李糖和葡萄糖醛酸 ,它们以 1 ※3和 1 ※6糖苷
键连接.陈丹等[ 7] 对闽产木立芦荟多糖进行分析 ,初
步分析其由 D-甘露糖和 D-葡萄糖等单糖组成.Akira
等[ 8]从皂质芦荟 Aloe saponaria (Hill.)Haw .中提
取到一线型由 1※4糖苷键连接的 D-吡喃甘露聚糖 ,
并含有 18%乙酰化甘露糖.还分离出与此结构类似 ,
只是在主链 C-2 和 C-4上有单个的 D-葡萄糖残基的
支链.Nassab 等[ 9] 分析得出芦荟 A loe vahombe 多糖
由甘露糖和葡萄糖按 β-(1 ※4)连接的杂多糖.Pauls-
en等[ 10] 分析了芦荟(Aloe p licati li s)多糖是由葡萄
糖和甘露糖按(1 ※4)连接的葡甘露聚糖 ,分子比为
1∶2 .8 ,没有支链 ,在 2 ,3 ,6位被随机的乙酰化 ,只有
少部分糖没有被乙酰化.Liu等[ 11] 从海水灌溉的库拉
索芦荟中分得两个多糖 GAPS-1和 SAPS-1.GAPS-1
是分子量为 174 kDa 的 3 位和 6位被乙酰化的 β-(1
※4)-D连接的葡萄半乳甘露聚糖 ,乙酰化取代度为
0.53 ,其中甘露糖 、葡萄糖和半乳糖的摩尔比为
120∶2∶3;SAPS-1是分子量为 39.7 kDa 的 6位被
乙酰化的 β-(1 ※4)-D连接的多聚糖 ,主要由甘露糖 、
葡萄糖和半乳糖(296∶36∶1)组成 ,还含有微量的木
糖 、鼠李糖和阿拉伯糖 ,乙酰取代度为 0.40 .总的来
说 ,几个不同种芦荟中多糖的单糖组成都含有甘露
糖 ,而且部分被乙酰化.
Liu等[ 12] 从黄精 Polygonatum sibiricum 中分得
两个中性多糖 PSW-1a和 PSW-1b-2 ,PSW-1a主链为
1 ,4连接的 β-D-吡喃型甘露聚糖 ,在每 9个甘露糖 O-
6位连有一个 β-D-吡喃型半乳糖支链.PSW-1b-2 主
链为 1 , 4连接的 β-D-吡喃型半乳糖 ,在每 7个半乳糖
O-6位连有一个 β-D-吡喃型半乳糖支链.张晓红等[ 13]
研究表明 ,黄精多糖是由单一果糖组成的.Aspinall
等[ 14]研究发现麝香百合(Li l ium longi f lorum)中的
多糖由树胶醛糖(26 %)、鼠李糖(6%)、半乳糖(57 %)
和葡糖醛酸(11%).它含有大量支链 ,并且有些支链
中含有 O-吡喃鼠李糖-(1※4)呋喃葡糖醛酸-(1※6)-
吡喃半乳糖序列.赵国华等[ 15] 对百合纯多糖组分
LBPS-I进行研究 ,结果表明它是由α-D-(1※4)-Glcp
和α-D-(1※3)-G lcp以 2∶1的比例交替形成主链 ,并
有α-D-(1※6)-Glcp侧链的葡聚糖.Shigetaka[ 16] 从洋
葱多糖中得到中等分子的鼠李半乳糖醛酸聚糖 ,其含
有以 3※3 和 3 ※4 连接的鼠李糖.石磊等[ 17] 研究了
虎眼万年青多糖 OCA PS-ba ,表明其主要组成糖为葡
萄糖 、阿拉伯糖和糖醛酸.此外 ,他们还采用原子力显
微镜(AFM)观察虎眼万年青多糖单一多糖 OCA-ba
的微观形态 ,发现其呈多股紧密并行螺旋形排列.
2　生物活性
2.1 　免疫活性
免疫调节是植物多糖最重要和最主要的生物活
性之一.王蜀秀等[ 18] 分别用 125 , 250和 500μg 的中
华芦荟多糖 A 60组分溶液对 C57BL/6纯系雄性小鼠
的淋巴细胞转化试验结果表明 ,说明 A 60对小鼠淋巴
细胞转化功能确实具有一定的促进作用.500μg A 60
的浓度对小鼠腹腔巨噬细胞增殖功能促进作用明显 ,
提高 3倍多.陈伟等[ 19] 研究表明 ,25 ～ 400μg ·mL-1
库拉索芦荟多糖能上调腹腔巨噬细胞内乳酸脱氢酶 、
酸性磷酸酶和精氨酸酶活性 ,并能显著诱导腹腔巨噬
细胞表达 TNF-α和 IL-1 ,增强吞噬中性红能力 ,具有
显著的剂量效应 ,显示多糖对小鼠腹腔巨噬细胞具有
体外激活作用.韩凤梅等[ 20] 研究表明 ,山麦冬多糖对
采用小白鼠60Co-γ射线全身照射和注射环磷酰胺形
成的免疫损伤有保护作用.石磊等[ 21] 虎眼万年青多
糖 S3高(1 .0 g ·kg-1)、中(0 .5 g ·kg-1)剂量组能明
显增强小鼠脾细胞溶血素抗体的形成(P <0.05);各
剂量组均能明显增强 ConA 诱导的淋巴细胞增殖能
力(P <0.001),并且能够增强 NK 细胞的细胞毒活
性并促进 IL-2 的产生(P <0.001 , P <0.01);高 、中
剂量组 CD8阳性细胞百分率明显降低(P <0.001),
各剂量组均能显著地提高 CD4/CD8阳性细胞百分
率(P <0.001),高剂量组可明显促进脾细胞中细胞
因子 I L-2的 mRNA 表达(P <0.05),表明S3具有较
强的增强机体多种免疫功能的作用.
2.2 　抗氧化和抗衰老
通常情况下 ,多糖具有抗衰老作用与提高免疫功
能 、清除体内氧自由基及抗脂质过氧化密切相关.单
颖等[ 22] 研究表明 ,高剂量(2.0 g ·kg-1)玉竹多糖治
疗组小鼠血清中超氧化物歧化酶活性明显高于衰老
模型组 ,丙二醛水平明显低于衰老模型组(P <0.01 ,
0.05),中(1.0 g ·kg-1)、低剂量(0.05 g ·kg -1)玉竹
多糖治疗组与衰老模型组血清中超氧化物歧化酶活
性和丙二醛水平比较 ,差异不明显(P >0.05),提示
玉竹多糖可能通过提高衰老小鼠血清超氧化物歧化
酶活性 ,增强对自由基的清除能力 ,抑制脂质过氧化 ,
降低丙二醛含量 ,从而减轻衰老小鼠机体组织损伤程
度 ,以延缓衰老.李志孝等[ 2] 研究表明 ,天门冬多糖
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ACP1 体外可清除 NADH-PM S-NBT 系统产生的超
氧阴离子自由基 ,降低 Fe2+-VitC 引起的小鼠肝微粒
体脂质过氧化产物丙二醛的含量 ,抑制 H2O 2 诱导的
大鼠红细胞氧化溶血.贺亮等[ 23] 研究表明 ,木立芦荟
多糖有较好的清除过硫酸铵/N , N , N′, N′-四甲基乙
二胺(AP/TEM ED)体系产生的氧自由基 O -2 · .夏
晓凯等[ 24]研究表明 ,黄精多糖在 100 ～ 500μg ·mL-1
范围内能抑制自发的和诱导的脂质过氧化产物MDA
的生成(100μg ·mL-1 , P <0.05;>100 μg ·mL-1 ,
P <0.01);在 100 ～ 500μg ·mL-1范围内对 ·O -2 有
浓度依赖性清除作用 , IC50为 276 μg ·mL-1 .同样在
100 ～ 500μg ·mL-1范围内对·OH 也具有浓度依赖
性清除作用 , IC50为 439 μg ·mL-1 .对化学体系产生
的羟自由基和超氧阴离子有清除作用.苗明三等[ 25]
研究表明百合多糖 200 、400 mg ·kg-1可使 D-半乳糖
致衰老小鼠血中 SOD 、CAT 及 GSH-Px 活力升高 ,
血浆 、脑匀浆和肝匀浆中 LPO 水平明显下降.Liu
等[ 11]从海水灌溉的库拉索芦荟中分得两个多糖
GAPS-1 和 SA PS-1.实验研究表 明 GAPS-1 和
SA PS-1具有较强的超氧阴离子清除能力 ,对亚铁离
子具有中等强度的鳌合作用 ,具有中等强度的羟基自
由基和过氧化氢清除能力 ,中等强度的还原能力 ,可
抑制脂质过氧化.
2.3　降血糖 、降血脂
降血糖 、降血脂功能也是植物多糖的重要功能之
一 ,近些年有许多这方面的研究和报道.李友元等[ 26]
研究表明 ,黄精多糖可显著降低糖尿病鼠血糖(P <
0.05)和血清糖化血红蛋白浓度(P <0 .01),并明显
升高血浆胰岛素及 C 肽水平(P <0 .01),提示黄精多
糖具有调节糖代谢和治疗链脲佐菌素所致性糖尿病
的作用.王红玲等[ 27]研究表明 ,黄精多糖对正常小鼠
血糖水平无明显影响 ,但可显著降低肾上腺素诱发的
高血糖小鼠的血糖值 ,剂量 500 mg · kg -1降血糖作
用最为显著 ,同时降低肾上腺素模型小鼠肝脏中
cAMP 的含量.提示黄精多糖降血糖作用机理与降低
肝脏中 cAMP 的含量密切相关.李友元等[ 28] 研究表
明 ,黄精多糖具有降脂和抗实验性动脉粥样硬化形成
的作用.王靖等[ 29] 研究表明 ,知母多糖高 、中 、低剂量
组(50 、100和 300 mg ·kg-1)灌胃 ,正常小鼠血糖分
别下降 27.94%(P <0.05)、38 .54%(P <0.02)和
20.69%(P <0 .05);肝糖元分别下降 22.1%(P <
0.05)、28 .03%(P <0.05)和 40.01(P <0 .01);血脂
含量变化极微.腹腔注射知母多糖 100 mg ·kg-1也
有降血糖作用(P <0.01).丁登峰等[ 30] 研究表明 ,玉
竹多糖灌胃剂量为 10g ·kg-1和 3g ·kg-1时能显著
降低链脲佐菌素(STZ)诰导糖尿病大鼠血糖水平(P
<0.01);灌胃剂量为 10 g ·kg-1时玉竹多糖 B 组
(75 %醇沉部分)显著降低 STZ 诱导糖尿病大鼠血糖
(P <0.01),提示玉竹多糖具有降低 STZ 诱导糖尿病
大鼠血糖的作用 ,其作用呈现一定的量效关系.陈卫
辉等[ 31] 研究表明 ,剂量为 100和 300 mg ·kg-1的麦
冬多糖灌胃对葡萄糖 、四氧嘧啶及肾上腺素引起的小
鼠高血糖均有抑制作用 ,对正常小鼠的血糖亦有降低
作用.
2.4 　抗肿瘤
王蜀秀等[ 18] 从中华芦荟中提取的多糖 A 60组分
对小鼠S-180肿瘤没有明显抑制作用.王勇等[ 32] 试验
表明 ,芦荟多糖 AP 单独应用无显著抗肿瘤作用 ,但
是在 12.5 ～ 50.0mg ·kg-1 ·d-1剂量范围内与环磷
酰胺(CTX)、阿霉素(ADM)及氟脲嘧啶(FU)合用
时 ,对移植性 S-180肿瘤小鼠和 H-22肝癌小鼠肿瘤
均有不同程度的抑瘤增效作用 ,抑瘤率值均>0.85;
对 CTX所致肝癌 H-22 小鼠白细胞 、血红蛋白 、血小
板 、脾指数和胸腺指数异常改变均有一定的抑制作
用 ,提示 AP 对移植性 S-180 肿瘤小鼠和 H-22肝癌
小鼠的化疗具有增效和减毒的双重作用.赵国华[ 15]
等研究表明 ,百合纯多糖组分 LBPS-I 等于或高于 50
mg ·kg-1剂量 ,对 B16 黑色素和 Lew is肺癌的抑制
效果都达到了显著以上水平 , 中等剂量(150 mg ·
kg
-1)作用最佳 ,抑瘤活性呈量效相关 ,提示 LBPS-I
对移植性黑色素 B16瘤和 Lew is肺癌有较强的抑制
作用.
2.5 　抗病毒
晏为力[ 33]等研究表明 ,两种黄精粗多糖经硫酸
酯化后 ,抗病毒 HIV-II 活性较没有硫酸酯化的活性
得到显著提高.辜红梅[ 34] 等体外抗单纯疱疹病毒试
验表明:黄精多糖对非洲绿猴肾细胞(Vero cell)的最
大无毒浓度为 16 mg ·mL-1 .在对 Vero 细胞无毒性
的浓度下对单纯疱疹病毒 1 型(Stoker 株)和 2 型
(333株和 Sav株)均有显著的抑制作用.对 Stoke r株
的半抑制浓度(IC50)为 3.95mg ·mL-1 ,最小有效浓
度(MIC)为 1 .0mg · mL -1 ;对 333株的 IC50为 8.0
mg ·mL-1 , MIC为 8.0mg ·mL-1 ;对 Sav 株的 IC50
为 7.72mg ·mL-1 ,M IC为 4mg ·mL -1 .MT T 染色
的结果表明 ,黄精多糖能显著提高病毒感染的 Vero
细胞的活力 ,对细胞有保护作用.
2.6 　抗辐射
王宗伟等[ 35] 研究表明中华芦荟多糖(AP)对受
60
Co 7.5Gyγ射线照射小鼠有明显的辐射防护作用 ,
效果优于盐酸胱胺;有效作用时间至少为 90 min ,且
98 三 峡 大 学 学 报(自 然 科 学 版)　　　　　　　　　　　　　　2009 年 4 月
不同剂量均有良好的抗辐射效果.王红玲等[ 36] 试验
表明 ,黄精多糖能明显对抗60 Co γ射线 6 Gy 所致小
鼠外周血白细胞及血小板总数的减少 ,白细胞及血小
板数分别升高达正常的 86.0%和 83 .9 %,并能使照
射小鼠外周血红细胞 C3b 受体花环率及免疫复合物
花环率升高.
2.7　抗炎
Yagi 等[ 8] 发现从皂质芦荟 A loe saponaria
(Hill.)Haw .中提取一线型甘露聚糖通过腹腔注射
给药具有抑制鹿角菜诱导的小鼠后脚浮肿 ,而通过口
服给药没有效果.陈万生等[ 37] 对知母多糖抗炎作用
进行研究 , 表明知母多糖(TPA)高 、中 、低剂量组
(100 、200 、300mg ·kg-1)对二甲苯致小鼠耳廓肿胀
均有显著抑制作用;TPA 300mg ·kg -1能显著抑制
醋酸致小鼠腹腔毛细血管通透性的增加;TPA 对正
常大鼠角叉菜胶性足跖肿胀有明显的抑制作用 ,作用
可持续 4 h以上;TPA 对肉芽肿增生有显著抑制作用
(P <0.05);TPA 400mg ·kg -1能极显著降低足跖炎
症组织中 PGE 的含量;TPA 400 mg ·kg-1能显著升
高血浆中皮质酮浓度 ,而使 ACTH 浓度明显降低.提
示 TPA对急慢性炎症均有明显的抑制作用 ,促进肾
上腺分泌较高水平的糖皮质激素及抑制炎症组织
PGE的合成或释放是其发挥抗炎作用的重要途径.
2.8　其他药理活性
汤军等[ 38] 研究表明 ,麦冬多糖能拮抗乙酰胆碱
和组胺混合液刺激引起的正常豚鼠和卵白蛋白引起
的致敏豚鼠支气管平滑肌收缩;抑制致敏豚鼠哮喘的
发生并具有较显著的抗小鼠耳异种被动皮肤过敏的
作用.张峰等[ 39]研究表明 ,黄精多糖对东莨菪碱致小
鼠记忆获得障碍具有改善作用.董彩婷等[ 40] 采用小
鼠骨髓细胞微核试验 、人外周血淋巴细胞染色体畸变
试验及小鼠精子畸形试验 ,观察芦荟多糖在体内和体
外的抗突变作用 ,研究结果表明芦荟多糖可有效抑制
环磷酰胺 、丝裂霉素所诱导的突变性.徐德生等[ 41] 研
究表明麦冬多糖可拮抗垂体后叶素引起的 S-T 段抬
高 ,可使结扎大鼠冠脉后升高的 S-T 段明显降低 ,说
明麦冬多糖具有抗急性心肌缺血的作用.
3　结　语
总的来说 ,植物多糖的结构复杂 ,对其结构的确
定难度很大.随着现代科技的发展 ,越来越多的现代
分析技术 ,像基质辅助激光解析质谱 、核磁波谱[ 42] 等
的应用 ,人们已对多糖的连接顺序 、方式 、位点等结构
信息有了一定的了解 ,但还是很难确定其三 、四级结
构.在药理活性方面 ,功能研究涉及的面较宽 ,但是大
都没有深入的机理研究 ,只是停留在推测的基础上.
目前对多糖发挥生物活性比较公认的观点是多糖通
过调节机体各种免疫功能 ,改善机体微循环 ,从而发
挥抗炎 ,抗肿瘤 ,降血压等生物活性.
百合科植物多糖结构上具有一些显著特点:都是
中性 、酸性多糖 ,这主要由于结构中含有糖醛酸残基
有关;单糖组成中葡萄糖 、甘露糖和半乳糖比例较高 ,
其中甘露糖部分被乙酰化.不同属不同种植物多糖在
单糖组成和结构上有很大差异 ,即使在同属不同种植
物多糖在单糖组成和结构也有很大差异 ,具有明显的
种属特异性[ 3-4] .但是有些多糖结构与其他科的植物
多糖也有极其相似的 ,例如 Aspinal l等[ 12] 研究发现
麝香百合 Lil ium longi f lorum 中的多糖结构特征与
大叶南洋杉中酸性多糖有惊人的相似;Shig etaka[ 16]
通过甲基化分析得出:从洋葱多糖中中等分子的鼠李
半乳糖醛酸聚糖的结构与马铃薯中的果胶多糖相似.
在生物活性方面 ,表现出许多很好的药理活性 ,其中
延缓衰老 、抗炎 、降血压方面最为突出 ,目前已开发出
很多芦荟多糖 、黄精多糖的保健品 ,例如从翠叶芦荟
提取得到的多糖成分乙酰化甘露聚糖商品已得到美
国市场认可 ,并产生了巨大的经济价值.但总的来看 ,
目前对百合科植物多糖研究还较少 ,主要集中在芦
荟 、黄精等植物.百合科植物种类很多 ,分布也很广 ,
多糖含量高 ,资源极其丰富 ,所以对百合科植物多糖
进行广泛深入地研究 ,具有巨大的开发应用价值.
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[责任编辑　周文凯]
100 三 峡 大 学 学 报(自 然 科 学 版)　　　　　　　　　　　　　　2009 年 4 月