張學文， 孫媛霞*

（1.中國科學院天津工業(yè)生物技術研究所 工業(yè)酶國家工程研究中心，天津 300308；2.國家合成生物技術創(chuàng)新中心，天津 300308）

隨著消費者對功能食品和藥物遞送提出的更高需求，采用酶法制備結構可控的功能性淀粉已成為一種發(fā)展趨勢[1]。直鏈淀粉和高支化淀粉是功能性淀粉的重要組成部分。雖然天然淀粉中存在直鏈淀粉，但其分離難度大、純度低、結構不均一，限制了其在功能食品及醫(yī)藥等領域的應用[2-3]。高支化淀粉是天然淀粉的衍生物，具有良好的水溶性、抗降解性等特性，使其在功能食品和藥物遞送等方面具有廣闊應用前景。以淀粉為底物酶法合成直鏈淀粉和高支化淀粉具有結構調控性差的缺陷[4]，而以蔗糖為底物合成結構可控淀粉已成為功能性淀粉合成的新手段。作者旨在綜述以蔗糖合成直鏈淀粉和高支化淀粉的研究進展及其在功能食品及醫(yī)藥等領域中的應用前景，為結構可控的功能性淀粉創(chuàng)新性研發(fā)提供參考。

1 直鏈淀粉的定向合成

1.1 蔗糖合成功能性多糖概況

蔗糖是由葡萄糖和果糖通過α-1，2糖苷鍵連接而成，再利用生物酶法進行深加工得到異麥芽酮糖、異麥芽糖、低聚果糖、低聚麥芽聚糖等具有高附加值的功能性糖[5-8]。近年來，以蔗糖為底物制備功能性多糖的報道逐漸增多，其中β-果聚糖、β-葡聚糖和α-葡聚糖是食品工業(yè)中具有重要應用的功能性多糖（見圖1）。β-果聚糖是一類具有重要益生作用多糖，例如菊糖和果聚糖等。β-果聚糖可以促進腸道雙歧桿菌增殖，改善腸道微環(huán)境，降低膽固醇和脂肪吸收[9]，還具有調節(jié)血糖、降低糖尿病引起的氧化應激反應、保濕與冷凍保護的功能[10-11]，已被廣泛開發(fā)成穩(wěn)定劑、表面形成劑、乳化劑、食品風味載體等應用于食品、醫(yī)藥和化工行業(yè)[12]。β-葡聚糖作為功能性食品原料，可作為食品增稠劑、膳食纖維、脂肪替代物等應用于食品工業(yè)中，同時還具有降低膽固醇、調節(jié)免疫力、改善腸道菌群等多種益生功能[13]。

圖1 蔗糖制備多功能葡聚糖和果聚糖Fig.1 Enzymatic synthesis of functional glucans and fructosans from sucrose

蔗糖作為葡萄糖供體能夠合成結構豐富的功能性α-葡聚糖，包括直鏈淀粉、葡聚糖、Reuteran和交替糖等。多種類型的糖苷鍵極大地提高了功能性α-葡聚糖的結構多樣性，使其具有抗消化、調節(jié)腸道微生物種群等益生作用。直鏈淀粉由α-1，4糖苷鍵連接的重復葡萄糖單元構成，是天然淀粉的重要組成部分。除作為能量來源之外，直鏈淀粉由于其高度可控的螺旋結構被開發(fā)為功能性高分子材料[14]。在水溶液中直鏈淀粉單鏈能夠自發(fā)形成雙螺旋結構，同時在內部空腔中結合客體分子形成超分子聚合物[15]。自然界中直鏈淀粉通常與支鏈淀粉相互交聯(lián)形成淀粉顆粒，由于分離方法限制，高純度的直鏈淀粉很難從自然界中分離獲得，酶法體外合成是獲得結構可控直鏈淀粉的有效途徑[16]。

1.2 蔗糖合成直鏈淀粉途徑

蔗糖磷酸化酶（sucrose phosphoryl ase，SP）和葡聚糖磷酸化酶（glucan phosphorylase，GP）是催化蔗糖合成直鏈淀粉的典型磷酸化酶體系（見圖2）。SP以蔗糖為底物催化α-D-葡萄糖-1-磷酸（Glc-1-P）的合成。GP利用Glc-1-P在引物非還原端進行糖鏈延伸，最終合成直鏈淀粉[17]。GP合成直鏈淀粉的引物通常為麥芽寡糖，最短引物為麥芽四糖[18]。由于α-1，4糖苷鍵的斷裂和1-磷酸鍵的形成需要相似的能量，因此GP催化的反應為可逆反應，除催化糖鏈的延伸外還可以催化α-1，4葡聚糖從非還原端磷解生成游離Glc-1-P[19]。調控蔗糖與引物的比例能在一定程度上實現(xiàn)直鏈淀粉長度的調控[20]，但直鏈淀粉的長度還受到兩種酶的比例、引物濃度、蔗糖濃度等多因素影響，這給直鏈淀粉定向合成造成了很大困難。

圖2 蔗糖合成直鏈淀粉的酶促體系Fig.2 Enzymatic synthesis of amylose from sucrose

淀粉蔗糖酶（amylosucrase，ASase）催化蔗糖合成直鏈淀粉是直鏈淀粉生物合成的新途徑，此方法僅需要淀粉蔗糖酶且不需要添加引物。相比于磷酸化酶合成體系，淀粉蔗糖酶體系更為簡潔高效，且直鏈淀粉的結構僅受酶催化特性和蔗糖濃度的影響。

1.3 淀粉蔗糖酶酶學性質及催化機理

1974年，研究人員分析得到可產胞外酶的Neisseria polysaccharea菌株，而該酶可以將蔗糖催化為淀粉狀聚合物[21]。1999年Montalk等報道了第一個來自N.polysaccharea的ASase基因序列（NpAS）[22]，是對ASase研究的新起點。隨著研究的深入，多種來源的ASase被鑒定出來，其性質比對如表1所示[5，23-30]。ASase的最適溫度為30～45℃，最適pH為7.0～8.0。從表1可以發(fā)現(xiàn)ASase擁有較強的聚合活性，且均表現(xiàn)出一定的水解活性和異構活性。來自C.carbonis的CcAS產物中直鏈淀粉的質量分數(shù)達到84.0%，是目前已知最高水平，且水解產物葡萄糖和果糖的質量分數(shù)約7%，異構產物松二糖質量分數(shù)約10%。聚合產物直鏈淀粉鏈長分布差異較大，因此改變淀粉蔗糖酶催化特性能夠實現(xiàn)淀粉長度的特異性調控。

表1 不同來源淀粉蔗糖酶性質比對Table 1 Properties of amylomaltases from diverse resources

淀粉蔗糖酶屬于糖苷水解酶家族13（GH13），可以進行水解、聚合等催化多種反應。淀粉蔗糖酶和其他糖苷水解酶和糖苷轉移酶擁有相似的反應機理（見圖3）。首先，催化中心的質子供體（Asp）對蔗糖中糖苷鍵進行質子化，并對葡萄糖的異頭碳進行親核攻擊，形成酶與底物分子共價連接中間體。中間體與水分子或糖受體反應完成水解或轉苷催化。酶分子活性中的水分子和糖受體的濃度決定了水解和轉苷活性。當蔗糖是唯一底物時，淀粉蔗糖酶前期水解蔗糖獲得游離葡萄糖（轉苷催化受體），通過轉苷催化把蔗糖中葡萄糖單元連接到游離葡萄糖受體上合成麥芽二糖，此可繼續(xù)作為受體實現(xiàn)糖鏈的不斷延伸，最終合成直鏈淀粉。

圖3 淀粉蔗糖酶水解和轉苷催化機理Fig.3 Reaction mechanism for hydrolysis and transglycosylation of amylosucrase

1.4 淀粉蔗糖酶結構與直鏈淀粉合成調控機理

以蔗糖為底物時，實現(xiàn)ASase合成結構可控的直鏈淀粉，需要對蛋白質結構和催化機理有深入認識。隨著對ASase研究的深入，目前已有3種不同來源的ASase晶體結構被解析出來，分別為DgAS（PDB：3UCQ，D.geothermalis）、DrAS（PDB：4AYS，D.radiodurans）和NpAS（PDB：1G5A，N.polysaccharea）[31-33]。ASase的每個單亞基都含有5個結構域，分別為N結構域、A結構域、B結構域、B′結構域和C結構域（見圖4（a））。A、B、C結構域在GH13家族中普遍存在，而N結構域和B′結構域是ASase的獨有結構域。A結構域具有（β/α）8筒狀結構，是具有催化能力的關鍵結構。N結構域和C結構域同源性非常低，研究表明N結構域和C結構域影響ASase是單體還是多聚體形態(tài)[33]。

2001年隨著NpAS晶體結構被解析，位于活性中心的多個保守氨基酸（Asp144、Tyr147、His187、Arg284、Asp286、Glu328和His392）被驗證與ASase聚合活性有關[34]。2002年Skov等利用酶與底物共結晶解析了NpAS的底物結合位點（見圖4（b）），并預測了B結構域和B′結構域對ASase活性有重要影響[35]。NpAS活性中心含有兩個催化殘基（Asp286和Glu328）和7個底物結合亞位點（-1到+6），其中-1和+1是底物結合亞位點，-1亞位點包括Asp144、His187、Arg284、His392、Asp393和Arg509，是蔗糖中葡萄糖結合位置；+1亞位點包括Arg394和Asp446，是蔗糖中果糖單元的結合位置，也是麥芽寡糖中葡萄糖單元的結合位置（見圖4（c））。

圖4 淀粉蔗糖酶（NpAS：1G5A）結構域分布、底物結合位點及催化活性中心Fig.4 Crystal structure of amylosucrase（NpAS：1G5A）with multi domains，substrate binding sites，and active site

ASase最適溫度通常為35～45℃，熔融溫度（Tm）為40～50℃，因此較低的熱穩(wěn)定性限制了ASase在工業(yè)中的應用。2005年，有研究者開始對NpAS進行熱穩(wěn)定性改造，分子改造位點包含催化結構域A結構域、N結構域、B結構域和B′結構域。對A結構域中β-strand上的N387位點突變?yōu)樘於彼?，?0℃時其催化活性從0增加到野生型的60%[36]；針對N結構域和B′結構域構建的R20C/A451T突變體，在50℃下突變體半衰期從3 min提高到32 min，是因為R20C和A451T之間形成鹽橋，同時B′結構域中的T451與Loop8中的D488形成氫鍵，顯著增加了NpAS的熱穩(wěn)定性[37]；A結構域-1亞位點中H392P突變體Tm從48℃提高到50℃[38]。綜上，通過加強B′結構域的穩(wěn)定性能顯著提高ASase的熱穩(wěn)定性。

相較于NpAS的單亞基結構，DgAS和DrAS擁有二聚體結構且表現(xiàn)出較高的熱穩(wěn)定性，主要原因是二聚體結構改善了疏水核心，延長了鹽橋網絡結構，增強了氫鍵相互作用[33]。其中位于二聚體接觸面的7個區(qū)域對二聚體的形成和穩(wěn)定有重要影響（見圖5）。Tian等通過比較DgAS與來自Calidithermus timidus的CtAS位于二聚體接觸面7個區(qū)域的差異，并對區(qū)域4進行了截短或替換，發(fā)現(xiàn)突變體Tm分別從74.47℃（野生型）降低到62.46℃和64.32℃，同時60℃下催化活性幾乎完全喪失，說明區(qū)域4對二聚體的穩(wěn)定性具有顯著影響[39]，其他區(qū)域與二聚體穩(wěn)定性的關系還需要進一步研究。

圖5 DgAS二聚體結構中相互作用的7個區(qū)域Fig.5 Seven interaction regions between DgAS dimers

ASase含有3個低聚糖結合位點（OB1、OB2和OB3），其中，OB1位于催化活性中心，OB2位于B′結構域，OB3位于C結構域，OB1和OB2可能與聚合物的延伸有關[40]。隨著DgAS晶體結構解析，并通過比較NpAS和DgAS的晶體結構推測ASase聚合酶活性受到催化活性中心的柔性影響，主要表現(xiàn)在多Loop結構的B結構域和B′結構域[33]。將DgAS和NpAS的B結構域和B′結構域互換后發(fā)現(xiàn)擁有來自NpAS的B結構域的DgAS不能合成DP大于12的直鏈淀粉，進一步確定了B結構域對聚合活性的影響[41]。通過對NpAS隨機突變，位于B結構域的突變體（E227G），其聚合酶活性提高60%，產物中直鏈淀粉含量增加[36]。Seo等通過對DgAS位于B結構域Loop3上的3個氨基酸（P219、F225和A226）進行單點突變，P219Y突變體水解活性降低至60%，聚合活性提高1.3倍，但短直鏈淀粉（DP 6～15）含量增加[42]；A226N突變體產物中DP 16～40的直鏈淀粉含量顯著增加，由此說明Loop3與底物的結合密切相關，且其自由度的改變影響直鏈淀粉聚合度[43]。

Vergès等對NpAS的活性中心進行了理性設計，并構建了多個位置的組合突變體30H3，其聚合活性提高6倍，且產物中僅含有低聚麥芽多糖（DP 3～20）[44]。另一個突變體39A8包含11個突變位點（位于+1和+2亞位點），其聚合產物僅為麥芽二糖和麥芽三塘。30H3與39A8相比，唯一的區(qū)別在于C445A和C445R。兩個突變體與野生型相比其產物中僅含有可溶性低聚麥芽糖。在晶體結構中C445位于B′結構域中的Loop7上，因此推斷Loop7的自由度可能與OB1和OB2亞位點的相互作用有關。30H3突變體中G369和T398位點與野生型一致，而39A8突變體此位點發(fā)生突變是引起兩個突變體產物差異的直接原因。G369和T398分別位于+2和+3亞位點，39A8突變體對多糖受體的結合能力降低，因此導致突變體不能延伸長鏈[43]。綜上，B′結構域影響葡聚糖結合到OB2亞位點，同時影響OB1和OB2的相互作用，最終影響產物中直鏈淀粉的長度。因此，通過對OB1和OB2亞位點進行理性設計，能夠獲得結構可控的直鏈淀粉。

2 高支化淀粉的定向合成

2.1 糖原分支酶的挖掘及催化特性

糖原分支酶（GBE）作為合成高支化淀粉的關鍵酶，能夠特異性催化淀粉α-1，4糖苷鍵連接的直鏈分子形成新的分支，從而增加淀粉中α-1，6糖苷鍵含量，是一種極具有開發(fā)價值的新型淀粉酶[45]。在CAZy數(shù)據(jù)庫中，依據(jù)序列同源性GBE被歸類于GH13和GH57兩個家族。

迄今，已有多個GH13家族GBE用于高支化淀粉合成的報道，但相關研究依然處在對GBE催化活性和產物結構表征階段。現(xiàn)有研究表明，GBE能夠催化直鏈淀粉或天然淀粉合成不同結構的高支化淀粉，且不同來源的GBE展現(xiàn)出顯著的催化活性差異，如表2所示[46-60]。1998年Preiss團隊報道了第一個來自E.coli的EcGBE，其活性為1.1 U/mg[46]；2009年Palomo等報道了來自Deinococcus的DgGBE和DrGBE，在最適溫度50℃和30℃下其催化活性分別為7.2 U/mg和4.7 U/mg[47]。2020年Li等報道了來自V.vulnificus的VvGBE催化活性為10.24 U/mg，其最適溫度為30℃[48]。

表2 已報道糖原分支酶催化特性比較Table 2 Catalytic properties of glycogen branching enzymes

目前，4個GH57家族GBE被報道。2006年有研究者等報道了第一個GH57家族糖原分支酶（TkGBE，T.kodakaraensis），其最適溫度為70℃，最適pH為7.0，催化活性為0.56 U/mg[49-50]。2011年Palomo等報道了第二個GH57家族GBE（TtGBE，T.thermophilus），其催化活性為0.29 U/mg，最適溫度為65℃[51]，隨后來源于P.horikoshii的PhGBE和P.mobilis的PmGBE57被報道，其最適溫度均為50℃，催化活性分別為3.4 U/mg和0.04 U/mg[52-53]。綜合分析兩個家族GBE發(fā)現(xiàn)，限制GBE合成高支化淀粉應用的瓶頸是該酶的催化效率低且熱穩(wěn)定性差，GH13家族GBE催化活性普遍高于GH57家族GBE，因此更具有工業(yè)應用潛力。

2.2 糖原分支酶結構與功能的關系

目前，對糖原分支酶結構與功能的研究越來越深入，蛋白質結構數(shù)據(jù)庫（Protein Data Bank，PDB）收錄了7個GBE晶體結構數(shù)據(jù)（見圖6），其中GH57家族GBE有3個晶體結構被解析，分別來自古 細 菌P.horikoshii（5WU7）、T.kodakarensis（3N8T）、和細菌T.thermophilus（見圖6（c））。GH57家族GBE有A、B、C 3個結構域組成，其中A結構域為催化結構域，具有典型的（β/α）7桶狀結構；B結構域由插入到催化結構域中的兩個α-螺旋結構組成，功能不明確；C結構域由α-螺旋結構組成，是底物結合域。目前，關于GH57家族GBE研究較少，深入活性中心內部的Loop區(qū)域影響催化活性，Loop越短水解活性越高[61]；位于Loop中的酪氨酸（Tyr）進行突變后，分支活性顯著降低，水解活性顯著增 加[48，58]。

GH13家族4個晶體結構被解析（見圖6），分別來 自E.coli（1M7X）、M.tuberculosis（3K1D）、R.marinus（見圖6（b））和C.subtropica（5GQU）。GH13家族GBE主要結構域為C結構域、A結構域和N結構域，其中A結構域為催化結構域，具有典型的（β/α）8桶狀結構；C結構域通常有7個β-strands組成，是底物結合結構域；N結構域由一個或兩個β-三明治結構單元組成，其功能不明確[58]。

圖6 糖原分支酶結構解析Fig.6 Structural analysis of glycogen branching enzyme

目前，關于GH13家族GBE的研究主要集中在基因挖掘和產物結構鑒定，尚不完全清楚GBE的催化機制。隨著對高支化淀粉功能性的挖掘，影響GBE催化活性的結構基礎研究逐漸引起關注。2002年Abad等報道了第一個來自E.coli的EcGBE晶體結構，通過對N端112個氨基酸敲除發(fā)現(xiàn)突變體和野生型催化活性沒有明顯變化[62]；2009年Palomo等通過對來自Deinococcus的兩個GBE進行了N1和N2結構域缺失或互換，發(fā)現(xiàn)N1和N2結構域影響產物結構，但并不影響催化活性[47]；2010年Pal等報道了來自M.tuberculosis的MtGBE N1結構域缺失突變體，發(fā)現(xiàn)N1結構域缺失導致MtGBE催化活性從野生型1.35 U/mg降低到0.62 U/mg，Km從0.56 mg/mL降低到0.33 mg/mL，證明N1結構域對GBE催化活性有顯著影響[58]。2015年有研究者選取來自V.vulnificus的VvGBE進行了N結構域缺失實驗，發(fā)現(xiàn)N結構域與GBE轉移鏈長有關[63]。2021年Jiang等報道了來自R.marinus的晶體結構，并對N結構域功能進行了研究，發(fā)現(xiàn)N結構域的缺失顯著降低了RmGBE的催化活性[59]。綜上可以看出N結構域對GBE的催化活性或催化特異性有重要作用，但對不同來源的GBE表現(xiàn)出明顯差異。

2.3 糖原分支酶分子改造

探究酶與底物結合方式及途徑是酶催化分子機制研究的突破口，是實現(xiàn)高支化淀粉結構調控的基礎。1998年Binderup等通過對E.coli GBE氨基酸序列比對發(fā)現(xiàn)位于保守區(qū)域CSRIII上的459（E.coli numbering）位點保守性較低，對該位點進行突變后E459D突變體催化活性提高1.6倍，但對產物特異性沒有顯著影響[46]。2017年有研究者通過對來自G.thermoglucosidans的GBE的M349進行單點突變（M349T），使突變體的催化活性提高了35%，同時提高了產物中α-1，6糖苷鍵的含量[64]。Hayashi等解析了Cyanothece sp.的分支酶與麥芽七糖復合體結構，推測了分支酶可能的催化機理，并明確了活性中心-1到-7的亞位點，并對位于-7亞位點的W610進行了突變，突變體催化活性顯著降低，同時產物中短鏈組分增加[65]。Ban等對RmGBE-7亞位點中G160位點進行突變，G160R突變體催化活性提高60%，且產物中短鏈組分（DP＜13）質量分數(shù)從49.16%增加到55.19%[66]。綜上，通過對糖原分支酶底物結合位點的改造，可以在一定程度上實現(xiàn)產物結構的定向調控。

2.4 高支化淀粉的酶法合成

蔗糖合成高支化淀粉的經典途徑是應用蔗糖磷酸化酶、葡聚糖磷酸化酶和糖原分支酶，由于葡聚糖磷酸化酶需要引物進行聚合反應，且此反應為可逆反應，因此，此途徑合成高支化淀粉的效率較低。相較于經典途徑，利用ASase和GBE可提高高支化淀粉合成效率。有研究者利用NpAS和RoGBE探索了蔗糖質量濃度和雙酶比例對高支化淀粉摩爾質量的影響，結果表明蔗糖質量濃度越高產物摩爾質量越大（3.7×106～4.4×107g/mol），且ASase與GBE比活力比例為1∶2時高支化淀粉摩爾質量最大，當進一步降低ASase與GBE的比例時，產物摩爾質量反而降低[67-68]。Lee等利用不同來源的ASase和GBE，再次證明了通過雙酶比例能夠調控高支化淀粉的結構[69]，高支化淀粉的摩爾質量為7.37×105～1.94×108g/mol，分子粒徑為23.70～52.65 nm。目前，仍然缺乏ASase突變體和GBE突變體合成高支化淀粉的研究。綜上，ASase和GBE體外催化蔗糖合成高支化淀粉，通過調控蔗糖質量濃度、ASase與GBE比例能夠實現(xiàn)高支化淀粉摩爾質量的調控。

高支化淀粉的另一個重要合成途徑是GBE修飾天然淀粉獲得。Sorndech等利用RmGBE修飾木薯淀粉制備高支化木薯淀粉，其抗性淀粉質量分數(shù)提高20%[70]。Li等利用BlGBE修飾支鏈淀粉制備高支化淀粉，慢消化淀粉組分提高18%[56]。

3 功能性淀粉的應用

3.1 功能性淀粉在功能食品中的應用

直鏈淀粉和高支化淀粉作為抗性淀粉添加到食品中可顯著提高膳食纖維的含量。吳娜娜等利用含有不同直鏈淀粉含量的糙米淀粉制備糙米面包，發(fā)現(xiàn)隨著直鏈淀粉質量分數(shù)的提高，面包中抗性淀粉質量分數(shù)增加[71]。有研究者在面包中分別添加質量分數(shù)為10%、30%和50%高直鏈小麥淀粉，面包硬度顯著提高，且50%（質量分數(shù)）添加量的面包體積顯著降低[72-73]。Ortíz-fernández等利用高直鏈淀粉含量的小麥淀粉制作餅干后，餅干中抗性淀粉的質量分數(shù)由2.3%提高到12.8%，顯著提高了餅干的抗消化能力[74]。多項研究表明糖原分支酶制備的高支化淀粉顯著增加其抗降解能力，作為食品添加劑能有效降低血糖水平[75-78]，因此功能性淀粉在調節(jié)碳水代謝紊亂，尤其對肥胖病人和糖尿病人有重要意義[79]。

3.2 功能性淀粉在藥物遞送中的應用

直鏈淀粉可用于合成V型直鏈淀粉復合體（Vamylose complex）實現(xiàn)客體分子的緩釋。V型直鏈淀粉復合體通常應用于藥物遞送，實現(xiàn)藥物分子緩釋，提高治療效果。有研究者制備了直鏈淀粉和槲皮素的復合體，顯著延長了槲皮素在胃和小腸中的釋放時間[80]。Zhang等利用直鏈淀粉和布洛芬制備的不同直鏈淀粉含量的混合物，發(fā)現(xiàn)隨著復合物中直鏈淀粉質量分數(shù)的增加布洛芬的釋放速率顯著降低，實現(xiàn)了藥物分子在人體內的緩釋，提高治療效果[81]。丙?；辨湹矸叟c藥物分子制備的螺旋納米團簇展現(xiàn)出優(yōu)良的膜滲透性和專一性，能有效克服血腦屏障，實現(xiàn)藥物分子的快速轉運，降低藥物使用劑量[82]。

高支化淀粉與糖原具有相似的結構和特性，因此可替代糖原作為藥物載體，實現(xiàn)藥物的靶向遞送和緩釋。Besford等開發(fā)了連接乳糖的糖原載體，此載體對前列腺癌細胞中花生凝集素具有較高親和力并與半乳糖凝集素相互作用，實現(xiàn)了癌細胞的高清成像[83]。Wojnilowicz等將糖原用于siRNA載體，實現(xiàn)了腫瘤細胞中特定基因的沉默[84]。Gálisová等研究了糖原作為抗腫瘤藥物遞送載體，顯著提高了藥物釋放的靶向性，同時有效延長了藥物釋放時間，顯著提高了對腫瘤的治療效果[85]。Gu等制備高支化淀粉與抗壞血酸復合體，有效增加了抗壞血酸的穩(wěn)定性，顯著降低了抗壞血酸的釋放速率[86]。以高支化淀粉作為藥物載體的開發(fā)還處于起始階段，高支化淀粉結構對藥物載體特性的影響尚缺乏深入研究。

4 展望

酶法催化蔗糖合成直鏈淀粉和高支化淀粉具有結構可控、生產周期短、效率高等優(yōu)點。將其應用在功能食品和藥物載體中能有效改善食品功能和藥物遞送效率。圍繞蔗糖合成結構可控的功能性淀粉研究，首先，需要進一步研究淀粉蔗糖酶和糖原分支酶定向合成直鏈淀粉和高支化淀粉的催化機制，提高酶的催化活性與熱穩(wěn)定性等應用特性，完善功能性淀粉結構調控的理論體系；其次，還必須研究直鏈淀粉和高支化淀粉結構對功能食品營養(yǎng)價值及藥物載體特性等的影響，提高功能性淀粉在功能食品和藥物遞送中的創(chuàng)新與應用。