探究真菌多糖的活性基团——访世界著名科学家高益槐

据中国医药报 记者杨玲玲 真菌多糖是一种特殊的生物活性物质，广泛存在于真菌生物中，它是由多个单糖分子连接而成的大分子化合物。真菌多糖多为活性多糖，具有广泛的药理活性，研究证明，真菌多糖是一种生物反应增强剂和调节剂，能增强人体免疫力，并增强细胞膜的稳定性，抑制细胞病变，促进细胞修复，对人体患病细胞有着“生物反应修饰剂”的奇特功能。
真菌多糖有怎样的生化结构？药理机制是什么？怎样才能从真菌中有效提取？日前，记者采访了新西兰皇家科学院首席科学家，新西兰国立梅西大学教授，国际著名的真菌学家和营养学家高益槐。

不会被淀粉酶分解   
据高益槐介绍，根据分子的构成，糖可以分为单糖、寡糖、多糖、结合糖和衍生糖。多糖是由多个单糖分子通过糖苷键横向和侧向连接构成的一类大分子聚合物，其结构的多样性和复杂性，以及所携带的信息量远远超过了核酸或蛋白质，这决定了其功能的多样性。   
在20世纪70年代前，科学家发现的多糖是葡萄糖、阿拉伯糖、岩藻糖等单糖组合的线性结构的α型多糖，这种多糖包括淀粉、糊精、纤维素等。它们很容易被胃肠内的淀粉酶分解，而变为人体内提供体能的热量，这就是人们通常所说的碳水化合物，也就是动物的能量来源。   
上世纪70年代之后，生化学家、真菌学家、营养学家们逐渐发现，在灵芝、猴头、香菇、茯苓和冬虫夏草等菌类中，有另一类多糖，这种多糖是真菌的子实体和菌丝体所产生的一类代谢产物，其进入人体后不会被淀粉酶分解，而是直接透过胃肠壁进入血管，然后进入到心、脾、肝、脑等人体各个脏器系统发挥药理作用。这种多糖不但具有营养、能源的作用，还有神奇的生物医学功效，且无毒副作用。随后科学家们发现，除了真菌（菇类）之外，这种奇异的多糖还存在于所有动植物中。此类具有特殊药学特性和活力的多糖化合物，被称为“活性多糖”。科学家还发现，这种活性多糖的最佳种类应属真菌多糖。  
   结构和药用机理   
真菌活性多糖有怎样的生化结构？为什么能回避淀粉酶的分解？它们的作用基团是什么？药理机制是什么？高益槐用自己的科研结果对此进行了诠释。   
要想搞清楚真菌多糖的生物作用，首先要弄明白真菌活性多糖的分子结构。高益槐选取灵芝进行了研究，最终发现了真菌活性多糖与线性结构α多糖截然不同的另类结构——三位立体螺旋结构，后来科学界将这类多糖命名为β结构多糖。经进一步研究高益槐发现，β结构多糖的结构与人体基因DNA、RNA的结构相似，与人体细胞膜上的多糖体结构也很相似，因此对人体有较强的亲和性。正是这种亲和性，使真菌活性多糖对人体有着较强的生物反应修饰作用。高益槐的这一发现很快得到了国际科学界的认可和肯定。   
高益槐进一步研究发现，在β结构多糖的每株螺旋状物上都挂有许许多多的分子基团，这种分子基团多为活性基团，如果这种分子基团受到破坏，就会造成活性成分的损失，而活性分子基团是在人体内起到生物反应修饰作用的关键因子。高益槐说，要想保护真菌多糖的药效，最重要的是不能破坏真菌多糖整株螺旋结构，从而保证真菌多糖每株螺旋状物上的分子基团不被破坏。高益槐研究发现，每个多糖螺旋结构的连接大多以微弱的“氢”键来维持，“氢”键很容易在条件不适的情况下断失，所以给真菌活性多糖的提取造成很大的困难。因此，找到真菌活性多糖提取过程中保证多糖整株螺旋结构和活性分子基团不受破坏的方法极为重要。   
低温水提真菌活性多糖   
高益槐认为，中药效果比西药来得慢，而慢的一个主要原因就是中药的提取技术落后。由于受中药提取技术的限制，中药的有效成分提取不充分，甚至在无意中破坏了有效成分，导致药物失去了应有的药效。因而，不当的传统药物的制作和提取方法将造成药物成分结构的破坏或变性，以及活性分子基团的失落和异位，其结果将大大地降低原本药物的疗效，甚至不如原本的鲜体生药。   
真菌有效成分的提取也是如此。灵芝、猴头、香菇、茯苓和冬虫夏草等高等真菌类中微量的药效成分很难被有效提取，更难将子实体中的多种活性成分分别“剥离”提取，而且在“剥离”提取的过程中各种有效成分往往还会连续受到破坏。这是一个科学性很强的很复杂的生物工程。以灵芝的主要有效成分“灵芝多糖”为例，其每个β结构螺旋状物上都挂有许许多多的活性基团，提取多糖工艺技术最重要的是不破坏它的整株螺旋结构，同时避免在提取过程中破坏螺旋状物中的活性分子基团。为此，高益槐投入了大量的时间和精力对真菌多糖提取工艺进行研究，最终研究出了“高活性真菌多糖和高含量三萜类的水提取工艺方法”、“天然药物低温多重生化分离提取和活化制备技术”等，并获得国际专利。利用低温水提取工艺，能做到真菌多糖和其他生物活性多糖中整株螺旋结构不被破坏，并有效保护β-型活性多糖的活性分子基团。高益槐告诉记者，利用低温水（醇）提取技术，可有效地提取各种高等真菌（菇类）活性多糖、三萜类及腺苷等主要药理成分，能从100公斤的子实体中提取出1~3公斤的多糖（根据子实体的成熟度和质量）精华粉末，并可将高等真菌（菇类）多糖的药理活性提高300%～500%。“这是因为该提取技术可使各种不同分子结构和分子量的有效成分有序释放和有效提取。”高益槐解释道。   
依照自己的研究成果，高益槐还从成熟的灵芝子实体中完整提取出了灵芝活性多醣D6的四种同量异构体。这是一种复合型活性真菌多糖。大量动物试验和临床应用结果显示，多糖D6能够提高抗癌、抗辐射效应，保护机体免疫系统，同时又可减少和减轻放、化疗的副作用，保护免疫系统，降低放化疗的治疗中断率。“发现了多醣D6，就相当于发现了灵芝具有生物医学功效的谜底。”高益槐说道。

    图为高益槐（中）在试验室做科研

   图为高益槐按GAP标准栽培的灵芝

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高益槐：祖籍福建省古田县，早年毕业并任教于福建农林大学。现任新西兰皇家科学院首席科学家，新西兰国立梅西大学Riddet学院研究总监（Research fellow）高级研究员，新西兰天然药物研究所所长，上海交通大学、上海华东师范大学、兰州大学、青岛大学、延边大学等多所大学的教授、名誉教授和客座教授，并担任新西兰——中国科技经济促进会主席、、全国政协海外特邀委员、中国科协海智专家等职。他著有英、中、韩文等学术专著10部，发表国际性学述论文180多篇，获得11  项国际性发明专利，发明天然药物29种。