張一平，薛 璟，張 辰，張 蕾，季宏更，蔣 益

（江蘇省蘇微微生物研究有限公司，江蘇 無錫 214063）

糖蛋白是一種由多肽鏈與寡糖通過共價(jià)鍵相連接而成的一類結(jié)合蛋白，按照其來源可分為動(dòng)物源糖蛋白、植物源糖蛋白和微生物源糖蛋白，在機(jī)體內(nèi)承擔(dān)著結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)運(yùn)、酶促反應(yīng)等重要功能[1]。食（藥）用真菌中廣泛存在各種類型的糖蛋白[2]，且經(jīng)科學(xué)研究證明具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)與功能[3]；從提取制備、分離純化與結(jié)構(gòu)、功能特性及開發(fā)應(yīng)用等方面加以綜述，以促進(jìn)對(duì)該類型糖蛋白的研究和產(chǎn)品開發(fā)。

1 食（藥）用菌糖蛋白的提取與制備

1.1 天然原料提取

食（藥）用菌糖蛋白主要采用中性水溶液提取或堿性溶液（氫氧化鈉）提取，2 種方法均操作簡(jiǎn)單、成本低，但相比較強(qiáng)堿性條件會(huì)影響糖蛋白結(jié)構(gòu)和活性。使用超聲、脫脂作為輔助提取手段，可提高糖蛋白得率，但也會(huì)一定程度上造成破壞性影響。

王彩麗等[4]提取香菇（Lentinus edodes）糖蛋白的最優(yōu)工藝條件為85 ℃、5 h、料液比1∶15、乙醇70%（體積分?jǐn)?shù)），得率為0.136%。鄧春萌[5]采用響應(yīng)面優(yōu)化了灰樹花（Grifola frondosa）粗硒糖蛋白的提取工藝，即溫度為42.3 ℃、時(shí)間為7.8 h、料液比為1.0:23.9，該條件下得率為4.36%。

張?chǎng)蝃6]以質(zhì)量濃度為10%的氫氧化鈉溶液為提取劑，在溫度為80 ℃、料液比為1∶25（g·mL-1）的條件下提取60 min，猴頭菇（Hericium erinaceus）蛋白多糖的得率可達(dá)53.6%。宗昱丞[7]以香菇柄為原料，采用堿液提取和酸沉淀法，獲得香菇蛋白-多糖復(fù)合物PPC，測(cè)定蛋白和多糖含量分別為82.07%和12.52%（干基）。

王映斌等[8]建立了黑木耳（Auricularia auricula）糖蛋白最佳提取工藝條件，即超聲功率為200 W、時(shí)間為90 min、溫度為45 ℃、料液比為1∶90、pH為8.4，經(jīng)分離純化得到糖蛋白純度為74.1%，蛋白回收率為37.5%。

程光宇等[9]以云芝（Coriolus versicolor）菌絲體為原料，分別采用水、3%草酸溶液和0.2 mol·L-1氫氧化鈉溶液提取蛋白多糖，以菌絲體干質(zhì)量計(jì)算各方法下蛋白多糖的得率分別為2.0%、4.9%和1.9%。何衛(wèi)中[10]采用先脫脂再提取香菇蛋白多糖工藝，香菇蛋白多糖的提取得率隨脫脂率提高而提高，當(dāng)超臨界CO2萃取的脫脂率達(dá)到81.2%時(shí)，得率高達(dá)7.46%，效果顯著。

綜上所述，由于原料、工藝條件的差異，糖蛋白提取得率各不相同。因此，應(yīng)該在充分了解糖蛋白理化性質(zhì)的基礎(chǔ)上，根據(jù)不同原料（如子實(shí)體、菌絲體、發(fā)酵液等）和不同產(chǎn)品的開發(fā)需求（如食品、保健品、藥品等），選擇合適的提取技術(shù)。

1.2 異源蛋白的糖基化制備

蛋白質(zhì)糖基化是目前蛋白質(zhì)改性中較為理想的方法，其原理是利用糖分子的羰基基團(tuán)與異源蛋白的氨基基團(tuán)在高溫下發(fā)生共價(jià)交聯(lián)反應(yīng)（美拉德反應(yīng)），制得糖-蛋白復(fù)合物，反應(yīng)不需要催化劑[11]。該技術(shù)已成功應(yīng)用于食（藥）用菌多糖-蛋白復(fù)合物的制備。

齊曉彥等[12]在黑木耳多糖與乳清蛋白質(zhì)量比為1∶1、反應(yīng)24 h 條件下，用基于美拉德反應(yīng)原理的糖基化手段制備得到能降低過敏性的多糖-乳清蛋白復(fù)合物。包怡紅等[13]利用美拉德反應(yīng)原理制備黑木耳多糖-大豆蛋白復(fù)合物，糖與蛋白質(zhì)量比為4.18∶1.00、pH 為9.21、溫度為92.88 ℃、料水比為40∶1的條件下，氨基酸的結(jié)合率達(dá)21.94%。吳怡亮等[14]也利用美拉德反應(yīng)原理，首先從脫脂豆粕粉提取出大豆分離蛋白，從杏鮑菇（Pleurotus eryngii）超微粉提取出多糖，然后按1∶1 的質(zhì)量比混合配制50 g·mL-1的溶液，80 ℃加熱3 h，離心、冷凍干燥，獲得大豆分離蛋白-杏鮑菇多糖共價(jià)結(jié)合物W-PP。

以食（藥）用菌多糖作為糖基供體，對(duì)異源蛋白進(jìn)行糖基化改性，獲得的各種新型食（藥）用菌糖蛋白，既是一類綠色食品添加劑，也是潛在的保健品、藥品開發(fā)資源，有助于提高在食品主料、食品功能性配料和醫(yī)藥原料中的應(yīng)用。

1.3 基因工程制備

YANG 等[15]通過構(gòu)建楊樹菇（Agrocybe aegerita）凝集素AAL 的cDNA 和編碼序列，成功在大腸桿菌BL21 中表達(dá)了重組糖蛋白rAAL，并采用親和層析色譜和分子篩色譜，分離獲得了高純度rAAL 和rAAL-乳糖晶體。將食（藥）用菌糖蛋白基因克隆至容易培養(yǎng)的大腸桿菌等微生物細(xì)胞中，并得到高效表達(dá)，從而可以通過大規(guī)模高通量培養(yǎng)微生物，來廉價(jià)生產(chǎn)高純度食（藥）用菌糖蛋白，這方面國(guó)內(nèi)研究很少，但前景極其廣闊。

2 食（藥）用菌糖蛋白的分離純化與結(jié)構(gòu)分析

為了得到高純度、單一組分的食（藥）用菌糖蛋白，通常采用鹽析、透析、離子交換柱層析、凝膠過濾柱層析等方法，去除粗糖蛋白中的游離雜蛋白（肽）、游離多糖（低聚糖）和其他小分子雜質(zhì)等。目前食（藥）用菌糖蛋白結(jié)構(gòu)分析主要包括分子量測(cè)定、蛋白含量及組成、糖含量及組成、糖苷鍵與糖肽鍵的連接方式等，但對(duì)糖蛋白高級(jí)結(jié)構(gòu)、空間構(gòu)象和活性位點(diǎn)等深層次的研究較為薄弱。已報(bào)道的相關(guān)研究涉及16 種食（藥）用菌糖蛋白。

2.1 香菇糖蛋白

香菇子實(shí)體為材料，經(jīng)熱水浸提、乙醇沉淀，再經(jīng)脫蛋白、脫色、DEAE-纖維素柱和纖維素凝膠柱層析分離純化，得到Le-1、Le-2 和Le-3 三種蛋白多糖，分子質(zhì)量分別為954、90、14 kDa。單糖組成為阿拉伯糖、木糖、甘露糖、半乳糖和葡萄糖，Le-1 中單糖摩爾比為0.39∶0.46∶1.00∶0.93∶14.13；Le-2 中單糖摩爾比為0.19∶0.41∶1.00∶0.93∶10.72；Le-3 中單糖摩爾比為0.31∶0.47∶1.00∶1.15∶8.92。Le-1、Le-2、Le-3 的葡萄糖醛酸含量分別為24.10%、3.77%和40.05%，蛋白質(zhì)含量分別為2.01%、7.38%和25.31%。Le-1 和Le-2 糖苷鍵為α 型，Le-3 為β型。Le-3 經(jīng)進(jìn)一步確認(rèn)其多糖與蛋白質(zhì)連接為非O-糖苷鍵，并含有核酸RNA[16]。香菇柄經(jīng)堿提酸沉得到的香菇蛋白-多糖復(fù)合物PPC，能在水溶液中形成球-鏈結(jié)構(gòu)，且其球結(jié)構(gòu)（直徑為300 nm）為蛋白，而鏈結(jié)構(gòu)（直徑為50 nm）為多糖；在4.0～5.0等電點(diǎn)附近時(shí)，球-鏈結(jié)構(gòu)消失，聚集成大顆粒[7]。

2.2 金針菇糖蛋白

金針菇（Flammulina velutipes）菌絲體經(jīng)熱水提取和鹽析、透析、柱層析純化，得到糖蛋白FMGP，平均分子質(zhì)量為348 kDa。FMGP 中蛋白質(zhì)和糖的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為79.6%和6.7%，蛋白質(zhì)包括18 種氨基酸（天冬氨酸和谷氨酸含量最高），糖組成包括半乳糖、葡萄糖、甘露糖和一種未知的糖[17]。

2.3 黑木耳糖蛋白

黑木耳子實(shí)體提取的糖蛋白中，單糖以葡萄糖與甘露糖含量最高，分別為9.95、5.24 mg·g-1，且含有多種酸性雜多糖；氨基酸以L-天冬氨酸、L-苯丙氨酸、L-谷氨酸含量最高，分別為1.16、1.14 和1.10 mg·g-1，必需氨基酸種類齊全[8]。

2.4 松口蘑糖蛋白

松口蘑（Tricholoma matsutake）菌絲水提物經(jīng)DEAE-sepharose 和AKAT 分離制備系統(tǒng)純化，得到均一糖蛋白組分MTS03，相對(duì)分子質(zhì)量為22 908.93，多糖含量為12.46%，蛋白含量為86.53%。含有O-糖肽鍵，糖鏈為α-型糖苷鍵連接，單糖包含阿拉伯糖、木糖、甘露糖、葡萄糖與半乳糖（摩爾比為1.46∶2.22∶7.74∶1.29∶0.61），蛋白包含18 種氨基酸[18]。另從松口蘑菌絲體中得到胞內(nèi)抗腫瘤糖蛋白，色譜柱純化后，測(cè)得其分子質(zhì)量為26 kDa，其中糖含量為12.51%，蛋白含量為87.49%；糖鏈包含阿拉伯糖、木糖、甘露糖、葡萄糖與半乳糖（摩爾比為1.92∶3.38∶15.00∶2.38∶1.00），蛋白包含17 種氨基酸[19]。從松口蘑菌絲體中得到的糖蛋白MP，相對(duì)分子質(zhì)量為57 000，其中蛋白含量為75.5%，多糖含量為24.5%；糖與蛋白通過O-糖肽鍵連接，糖鏈為α 型糖苷鍵，單糖包含葡萄糖與木糖（摩爾比為34∶1）[20]。

2.5 巴氏蘑菇糖蛋白

巴氏蘑菇（Agaricus blazei）又稱姬松茸，其菌絲體經(jīng)熱水提取、乙醇沉淀、脫蛋白和透析，再經(jīng)DEAE-纖維素和sephadex G-200 柱層析分離純化，得到均一蛋白多糖。相對(duì)分子質(zhì)量為8.6×104，蛋白含量為28.8%，糖含量為68.4%，單糖組成為葡萄糖、甘露糖和半乳糖，摩爾比為12.64∶2.16∶1.28[21]。

2.6 灰樹花糖蛋白

灰樹花菌絲體經(jīng)脫脂、水提和堿提，離子交換、凝膠排阻層析純化，得到蛋白多糖GF6F2，分子質(zhì)量為187 kDa，糖鏈部分主鏈為β-1，3-Glc 型、支鏈為β-1，6-Glc 型（比例為5∶4）；蛋白由2 條游離蛋白鏈組成，分子質(zhì)量為42.7～31.0 kDa，呈三螺旋空間構(gòu)象[22]?；覙浠ㄗ訉?shí)體經(jīng)提取、分離、精制，得到糖蛋白GFPβG，其多糖和蛋白比例為8∶2，平均相對(duì)分子質(zhì)量約為1×106，多糖部分既包括以β-（1→6）結(jié)合為主鏈、β-（1→3）結(jié)合為側(cè)鏈的葡聚糖，也包括以β-（1→3）結(jié)合為主鏈、β-（1→6）結(jié)合為側(cè)鏈的葡聚糖[23]。虞鳳慧[24]采用堿提法提取的灰樹花蛋白聚糖，經(jīng)Q Sepharose 離子交換層析純化，得到組分GFPⅠ、GFPⅡ和GFPⅢ。糖含量分別為43.69%、40.88%、28.33%，蛋白含量分別為40.42%、34.65%、51.19%。均一成分GFPⅢ純度達(dá)93.61%，分子質(zhì)量為15 kDa，氨基酸總量達(dá)66.60 g·100-1·g-1，必需氨基酸總量達(dá)26.14 g·100-1·g-1，4 種呈味氨基酸總量達(dá)25.43 g·100-1·g-1?；覙浠ㄋ苄院堑鞍譙e-GPr，經(jīng)DEAE-52 和Sephacryl S-400 純化，獲得單一組分Se-GPr11 和Se-GPr44。氨基酸種類齊全，符合理想蛋白質(zhì)模式，Se-GPr11 分子質(zhì)量為14.32 kDa，包含阿拉伯糖、木糖、甘露糖、葡萄糖和半乳糖；Se-GPr44 由3 個(gè)分子質(zhì)量分別為16.73、32.78、42.46 kDa 的亞基組成，包含甘露糖、葡萄糖和半乳糖[5]。從灰樹花菌絲體中分離純化出抗腫瘤活性糖蛋白GFG-3a，相對(duì)分子質(zhì)量為88 000，糖鏈部分包含阿拉伯糖、果糖、甘露糖、葡萄糖，三維分子結(jié)構(gòu)模型預(yù)測(cè)其碳端區(qū)域和氮端區(qū)域通過疏水作用連接在一起[25]。從灰樹花菌絲體分離得到一種含有2 個(gè)亞基的凝集素，其相對(duì)分子質(zhì)量為33 000～34 000，蛋白與多糖的比例約為3∶1[26]。

2.7 云芝糖蛋白

以水、酸和堿分別提取得到的云芝菌絲體粗蛋白多糖再經(jīng)Sephadex G-100 柱層析純化，水提取的蛋白質(zhì)和多糖含量分別為13%和62%，酸提取的蛋白質(zhì)和多糖含量分別為5%和91%，堿提取的蛋白質(zhì)和多糖含量分別為5%和91%，多糖主要包含葡萄糖和木糖[9]。采用云芝菌絲體和發(fā)酵液，經(jīng)熱水提取、乙醇沉淀、超濾，得到淡黃灰色粉末狀云芝菌絲體蛋白多糖，其糖和蛋白含量分別為62.4%與23.5%；得到橙灰色粉末狀發(fā)酵液蛋白多糖，其糖和蛋白含量分別為43.8%與27.1%[27]。

2.8 竹蓀糖蛋白

從不同品種竹蓀（Dictyophoraspp.）中分離得到竹蓀糖蛋白。短裙竹蓀（Dictyophora duplicata）菌絲體經(jīng)熱水提取、乙醇沉淀、DEAE-Cellulose 柱層析純化，得到均一組分糖蛋白DdGP-3P3，分子質(zhì)量為113 KDa，含16 種氨基酸，糖鏈部分為β-型糖苷鍵連接，蛋白與糖為O-型糖肽鍵連接，葡萄糖、甘露糖、半乳糖的摩爾比為2.01∶1.00∶1.23[28]。從長(zhǎng)裙竹蓀（Dictyophora indusiata）菌絲體提取的糖蛋白DiGP-2，含16 種氨基酸，半乳糖、葡萄糖、甘露糖的摩爾比為0.78∶2.13∶1.00[29]。

2.9 松乳菇糖蛋白

采用Sevage 法脫蛋白、DEAE-纖維素柱、SephadexG-100 柱層析純化，得到松乳菇（Lactarius deliciosus）蛋白多糖的蛋白和多糖含量分別為24.53%與68.83%，單糖主要為葡萄糖、果糖和甘露糖[30]。

2.10 紅汁乳菇糖蛋白

采用Sevage 法脫蛋白、DEAE-纖維素柱、SephadexG-100 柱層析純化，得到紅汁乳菇（Lactarius hatsudake）蛋白多糖的蛋白和多糖含量分別為15.53%與66.52%，單糖主要為葡萄糖、果糖和半乳糖[30]。

2.11 正紅菇糖蛋白

正紅菇（Russula vinosa）菌絲體經(jīng)磷酸緩沖液提取、硫酸銨鹽析、DEAE-Sepharose 離子交換和Sephadex G-100 分子篩層析純化，得到凝集素RVL，分子質(zhì)量為55.25 kDa，中性糖含量為3.87%，含有15 種氨基酸[31]。

2.12 虎奶菇菌核糖蛋白

以虎奶菇（Pleurotus tuber-regium）菌核干品為材料，經(jīng)水提取、醇沉淀、Sevage 法脫蛋白、透析，得到純蛋白多糖。其相對(duì)分子質(zhì)量為39 810，氮含量為38%，糖含量為61.7%，糖鏈由葡萄糖、半乳糖等組成，以β-1，4 連接鍵為主[32]。

2.13 安絡(luò)小皮傘糖蛋白

陳西廣等[33]采用安洛小皮傘（Marasmiellus androsaceus）經(jīng)水提取、sevage 法脫蛋白后獲得的糖蛋白，含6.3%結(jié)合蛋白質(zhì)，由15 種氨基酸組成，兩條肽鏈與多糖的結(jié)合分別通過糖-絲氨酸苷鍵和糖-蘇氨酸苷鍵。

2.14 耙齒菌糖蛋白

耙齒菌（Hirschioprus abietinus-lacteus）發(fā)酵物用熱水提取、乙醇沉淀、透析后，得到糖蛋白組分I1，進(jìn)一步用DEAE-Sephadex A-50 和Sephadex G-150 柱純化，得到I1-2-1 和I1-2-2 兩個(gè)組分，相對(duì)分子質(zhì)量分別為62 000 和9 000，含有多糖-O-絲氨酸（Glycan-O-Ser）的糖肽連接方式。分析阿拉伯糖、木糖、甘露糖、半乳糖和葡萄糖的摩爾比，I1-2-1 中摩爾比為1.0∶1.0∶19.2∶1.1∶1.0，I1-2-2 中摩爾比為1.0∶1.0∶8.1∶0.9∶1.1[34]。

2.15 斑玉蕈糖蛋白

從斑玉蕈（Hypsizygus marmoreus）子實(shí)體提取分離得到的凝集素，相對(duì)分子質(zhì)量為35 000，糖含量為7.2%，等電點(diǎn)為8.15，是一種以O(shè)-型糖肽鍵連接的糖蛋白[35]。經(jīng)純化的斑玉蕈子實(shí)體糖蛋白HM-3A，由10 個(gè)亞基組成，每個(gè)亞基相對(duì)分子質(zhì)量約為52 000，蛋白與多糖含量分別為70.2%和21.7%，含量最高的為半乳糖（達(dá)46.73%），氮端序列為-ATTQWKTSAA[36]。此外，4種水不溶性的斑玉蕈糖蛋白復(fù)合物，蛋白和多糖含量分別為7.7%～67.3%和19.8%～82.4%，單糖主要為葡萄糖[37]。

2.16 裂蹄木層孔菌糖蛋白

從裂蹄木層孔菌（Phellinus linteus）菌絲體提取分離到的糖蛋白PLG-3，蛋白和多糖含量分別為85.5%、13.7%，糖鏈部分包含阿拉伯糖、木糖、甘露糖、葡萄糖和半乳糖[38]。

3 食（藥）用菌糖蛋白的生物學(xué)功能

3.1 抗腫瘤

多種食（藥）用菌的糖蛋白在體外試驗(yàn)研究階段表現(xiàn)出了抗腫瘤功能。如松口蘑（松茸）菌絲體活性糖蛋白MTSGS1，體外較低劑量（20～160 mg·L-1）即能抑制海拉細(xì)胞（HeLa cell）增殖，誘導(dǎo)其形態(tài)異常和調(diào)亡，又能直接殺傷腫瘤細(xì)胞[39]。另有發(fā)現(xiàn)松口蘑的菌絲體糖蛋白MTS03 具有廣譜抗瘤作用，能抑制多種來源的腫瘤細(xì)胞，而且與5-氟尿嘧啶合用時(shí)能顯著增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞對(duì)5-氟尿嘧啶的敏感性[18]；該糖蛋白能直接殺傷體外培養(yǎng)的乳腺癌細(xì)胞MCF-7，對(duì)正常肝細(xì)胞的毒性較小，是一種高效低毒的生物活性物質(zhì)[40]。將糙皮側(cè)耳（Pleurotus ostreatus）糖蛋白POGP 分別與小鼠惡性肉瘤細(xì)胞S180 和小鼠正常細(xì)胞液混合，發(fā)現(xiàn)對(duì)小鼠正常細(xì)胞無作用，對(duì)S180腹水瘤細(xì)胞具有細(xì)胞毒作用，甘露糖可抑制其抗瘤活性[41]。云芝菌絲體糖蛋白PSK 是一種高度糖基化的蛋白，含相對(duì)分子質(zhì)量為12 000 的功能蛋白片段，對(duì)人胃癌細(xì)胞株AGS 和肺癌細(xì)胞株A-549 等癌細(xì)胞的體外增殖具有抑制作用，抑制率達(dá)22%～84%[42]。紫芝（Ganoderma sinense）發(fā)酵液胞外多糖蛋白復(fù)合物EP1 的質(zhì)量濃度為500～1 000 mg·L-1時(shí)，對(duì)肉瘤細(xì)胞具有顯著抑制作用，表現(xiàn)為細(xì)胞密度降低和形態(tài)改變，并且這種抑制作用對(duì)劑量存在依賴性[43]。

也有許多食（藥）用菌的糖蛋白在體內(nèi)試驗(yàn)研究階段也表現(xiàn)出抗腫瘤功能。如松茸菌絲體活性糖蛋白MTSGS1 的動(dòng)物體內(nèi)試驗(yàn)表明，50 mg·kg-1·d-1劑量下抑癌率達(dá)65%，脾重及脾指數(shù)增高[39]。采用松口蘑菌絲體糖蛋白進(jìn)行荷小鼠惡性肉瘤細(xì)胞S180體內(nèi)抗腫瘤試驗(yàn)表明，其對(duì)腫瘤體積生長(zhǎng)速度具有明顯抑制作用，高、中劑量組的抑瘤率均大于30%，生命延長(zhǎng)率接近50%[44]。通過建立荷瘤小鼠模型，發(fā)現(xiàn)富硒蛹蟲草（Cordyceps militaris）的硒蛋白多糖對(duì)小鼠的抑瘤率高達(dá)46.92%，且可提高小鼠免疫功能，抑制由環(huán)磷酰胺造成的小鼠肝臟和脾臟系數(shù)下降，增強(qiáng)機(jī)體抗氧化能力[45]。金針菇菌絲體糖蛋白，對(duì)荷瘤小鼠也有明顯抑瘤活性，可提高網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)吞噬功能，增加小鼠體重和胸腺指數(shù)，提升小鼠脾臟淋巴細(xì)胞活性[46]。亞側(cè)耳（Hohenbuehelia serotina）堿溶性多糖蛋白Fb 的體內(nèi)試驗(yàn)證明，對(duì)小鼠惡性肉瘤細(xì)胞S180 和肝癌H22 細(xì)胞具有明顯抑制作用，能有效降低死亡率[47]。長(zhǎng)裙竹蓀菌絲體糖蛋白DiGP-2，對(duì)小鼠惡性肉瘤細(xì)胞S180 也具有抑制作用，抑瘤率達(dá)36.82%[29]。

關(guān)于食（藥）用菌糖蛋白的抗腫瘤機(jī)制，目前研究多認(rèn)為與細(xì)胞S 期阻滯、白細(xì)胞介素IL（interleukin，IL）等細(xì)胞因子的分泌有關(guān)，還有報(bào)道認(rèn)為與相關(guān)基因的激活有關(guān)。例如研究發(fā)現(xiàn)松茸菌絲體活性糖蛋白MTSGS1 是通過抑制細(xì)胞周期中S 到G2M 期的轉(zhuǎn)化階段抑制海拉細(xì)胞增殖，誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生調(diào)亡[39]。松口蘑發(fā)酵菌絲體糖蛋白MTS03 對(duì)體外培養(yǎng)的乳腺癌細(xì)胞具有良好的直接殺傷作用，而對(duì)正常肝細(xì)胞的毒性較小[40]。富硒姬松茸提取物-硒蛋白多糖SPP 處理的小鼠血清，在體外可顯著抑制白血病K562 細(xì)胞的生長(zhǎng)，且具有時(shí)間依賴性，其機(jī)制可能與上調(diào)半胱氨酸蛋白酶-3（Caspase-3）基因有關(guān)[48]。純化的金頂側(cè)耳（Pleurotus citrinopileatus）子實(shí)體糖蛋白PCP-3A，可通過將人白血病細(xì)胞U937阻滯在S 期而誘導(dǎo)其凋亡，還可通過激活人單核細(xì)胞分泌腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、白細(xì)胞介素-2（IL-2）和干擾素-γ（IFN-γ）等細(xì)胞因子來抑制U937 細(xì)胞增殖[49-50]。最新研究表明，灰樹花蛋白β-葡聚糖（GFPβG）對(duì)人類乳腺癌細(xì)胞具有較好的抑制作用，其起效機(jī)制是通過激活BAK-1 基因來誘導(dǎo)乳腺癌細(xì)胞的凋亡[51]。

3.2 抗病毒

從靈芝（Ganodermaspp.）子實(shí)體水提取物中分離得到一種棕色酸性蛋白結(jié)合多糖ARBP，對(duì)Vero細(xì)胞中的單純皰疹病毒1 型（HSV-1）和單純皰疹病毒2 型（HSV-2）均表現(xiàn)出強(qiáng)抗病毒活性，EC50分別為300 mg·L-1和440 mg·L-1。當(dāng)ARBP 分別與核苷類抗病毒藥阿昔洛韋、阿糖腺苷合用時(shí)，較低濃度即抑制病毒斑塊形成，兩藥合用均具有協(xié)同效應(yīng)[52]。因此，ARBP 既是一個(gè)潛在的抗病毒藥，又是一個(gè)良好的聯(lián)合治療藥，能減少與其合用的抗病毒藥的用量，又不降低整體療效。

3.3 抗炎癥

來源于金針菇的蛋白聚糖PGD1-1，質(zhì)量濃度為200 mg·L-1時(shí)能明顯降低巨噬細(xì)胞的一氧化氮和活性氧的生成，同時(shí)還可上調(diào)白細(xì)胞介素-10（IL-10），下調(diào)TNF-α、白細(xì)胞介素-1β（IL-1β）、白細(xì)胞介素-6（IL-6）的分泌，從而有效抑制脂多糖誘導(dǎo)的巨噬細(xì)胞共培養(yǎng)模型炎癥反應(yīng)[53]。該研究發(fā)現(xiàn)為糖蛋白抑制炎性功能食品的開發(fā)，提供了理論依據(jù)。

3.4 抗氧化

紫芝胞外多糖蛋白復(fù)合物EP1 具有清除羥自由基的能力，且隨著質(zhì)量濃度的增加而增強(qiáng)。當(dāng)EP1質(zhì)量濃度為3.33 g·L-1時(shí)羥自由基清除率可達(dá)72.59%，IC50為1.93 g·L-1[43]。采用聚能超聲波輔助鹽提取的繡球菌糖蛋白，具有清除DPPH·、O2-·、OH·、H2O2·和ABTS·的作用，且清除率隨糖蛋白質(zhì)量濃度的增加而提高，IC50分別為6.405、4.418、1.440、4.429 和0.522 g·L-1[54]。由此可見，食（藥）用菌糖蛋白主要通過清除自由基表現(xiàn)出抗氧化能力，因而成為開發(fā)高效無毒天然抗氧化產(chǎn)品的理想資源，未來將在機(jī)體疾病預(yù)防和治療中扮演重要角色。

3.5 提高免疫能力

靈芝中分離出的糖蛋白F3 能夠刺激脾細(xì)胞增殖，改變細(xì)胞免疫表現(xiàn)型的表達(dá)，其多糖結(jié)構(gòu)中α-（1→2）鏈接的果糖殘基是直接影響免疫活性的主要因素[55]。灰樹花蛋白β-葡聚糖GFPβG 依靠關(guān)鍵結(jié)構(gòu)β-葡聚糖來發(fā)揮免疫活性調(diào)節(jié)作用，包括通過促進(jìn)有絲分裂和激活免疫效應(yīng)細(xì)胞（如淋巴細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞和自然殺傷細(xì)胞），來刺激各種細(xì)胞因子和趨化因子的產(chǎn)生，如白細(xì)胞介素（IL-1β、IL-6、IL-8、IL-12）、腫瘤壞死因子（TNF-α）和干擾素（IFN-γ）等[56]。以上研究結(jié)果提示，食（藥）用菌糖蛋白也許主要依靠其糖鏈部分發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用，而蛋白部分所起的作用還有待進(jìn)一步研究。

研究表明，食（藥）用菌糖蛋白的免疫調(diào)節(jié)作用與其刺激巨噬細(xì)胞釋放各種免疫因子緊密關(guān)聯(lián)。例如在4 種水不溶性斑玉蕈糖蛋白復(fù)合物中，堿溶性糖蛋白復(fù)合物F1 和酸溶性糖蛋白復(fù)合物F2 能夠顯著刺激巨噬細(xì)胞釋放一氧化氮、前列腺素和其他細(xì)胞因子[37]。當(dāng)大豆分離蛋白-杏鮑菇多糖共價(jià)結(jié)合物的質(zhì)量濃度達(dá)到100 mg·L-1時(shí)，能夠提高巨噬細(xì)胞中性紅吞噬活性和一氧化氮釋放量，并能提高TNF-α、IL-1β 和IL-6 的含量及mRNA 表達(dá)水平，表明該糖蛋白能明顯提升小鼠巨噬細(xì)胞系的免疫調(diào)節(jié)能力，且存在劑量依賴效應(yīng)[14]。

此外，食（藥）用菌糖蛋白的免疫調(diào)節(jié)作用還與細(xì)胞免疫應(yīng)答有關(guān)，例如從香菇菌絲體提取得到分子質(zhì)量為500 kDa 的蛋白-多糖復(fù)合物，能夠介導(dǎo)人外周血單個(gè)核細(xì)胞的免疫應(yīng)答[56]。目前食（藥）用菌糖蛋白被普遍當(dāng)作非特異性免疫增強(qiáng)劑和免疫效應(yīng)劑，臨床療效確切，國(guó)際上稱為生物反應(yīng)調(diào)節(jié)劑（BRM），未來在醫(yī)療和食品領(lǐng)域用途廣泛[57]。

3.6 抗疲勞

以3 個(gè)劑量組（10、20、50 mg·kg-1·d-1）的香菇蛋白多糖連續(xù)灌胃小鼠7 d，表現(xiàn)出其抗疲勞作用，其中20 mg·kg-1·d-1為最佳劑量。香菇蛋白多糖明顯提高了游泳小鼠體內(nèi)肌糖原和肝糖原儲(chǔ)備量，提高了運(yùn)動(dòng)前后乳酸脫氫酶活力，降低了運(yùn)動(dòng)后血尿素氮增量，加速了體內(nèi)尿素氮清除速率[58]。

3.7 降血糖

靈芝蛋白多糖FYGL 具有降糖作用[59]。機(jī)制研究表明靈芝蛋白多糖可以抑制大鼠胰島細(xì)胞瘤細(xì)胞（INS-1）和相關(guān)信號(hào)通路途徑，上調(diào)抗凋亡基因bcl-2的表達(dá)，從而達(dá)到了抑制β 胰島細(xì)胞凋亡、改善胰島功能的作用[60]。

3.8 抗抑郁

經(jīng)灰樹花蛋白β-葡聚糖GFPβG 處理后的動(dòng)物在行為試驗(yàn)中具有快速和較強(qiáng)的抗抑郁效果，且這種抗抑郁效果不同于神經(jīng)興奮性藥物，其機(jī)制是GFPβG 通過增強(qiáng)小鼠大腦前額葉組織中磷酸化谷氨酸受體1（p-GluA1）及其亞基（谷氨酸受體Glu－A1、GluA2 和GluA3）的表達(dá)水平，來增強(qiáng)α-氨基-3-羥基-5-甲基-4-異惡唑丙酸（AMPA）受體功能，AMPA 受體負(fù)責(zé)介導(dǎo)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的興奮性傳遞，其功能的增強(qiáng)有利于發(fā)揮抗抑郁作用[61]。深入研究表明，GFPβG 是通過激活小鼠中樞神經(jīng)系統(tǒng)受體Dectin-1 來增強(qiáng)神經(jīng)突觸興奮性而產(chǎn)生抗抑郁作用的[62]。這些發(fā)現(xiàn)將有助于未來開發(fā)出起效快、作用時(shí)間長(zhǎng)、副作用小、安全的新型抗抑郁藥物。

3.9 抗細(xì)胞損傷

采用水提醇沉法得到的杏鮑菇、口蘑（Tricholoma mongolicum）、海鮮菇（斑玉蕈）、平菇（糙皮側(cè)耳）、香菇等多種真菌糖蛋白，在質(zhì)量濃度為12.5～50.0 mg·L-1時(shí)，對(duì)因順鉑誘導(dǎo)受損的腎細(xì)胞均具有一定恢復(fù)作用，能有效降低化療藥物順鉑的腎毒性[2]。該研究預(yù)示食（藥）用菌糖蛋白未來也許可作為化療藥物的輔助治療手段，但其降低化療藥物毒性的機(jī)制還有待深入研究。

3.10 重金屬拮抗作用

灰樹花水溶性含硒糖蛋白Se-GPr11 和Se-GPr44，能通過促進(jìn)超氧化物歧化酶活性、抑制丙二醛水平和活性氧產(chǎn)生量，來拮抗砷的免疫毒性作用；還能通過作用于絲裂原活化蛋白激酶通路，下調(diào)磷酸化細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶（p-ERK）、磷酸化氨基末端蛋白激酶（p-JNK）和磷酸化-絲裂原活化蛋白激酶p38 抗體（p-P38）的蛋白表達(dá)，促進(jìn)IL-2 和IFN-γ 分泌，來干預(yù)砷致巨噬細(xì)胞免疫毒性產(chǎn)生[5]。

3.11 鎮(zhèn)痛作用

小鼠醋酸扭體抑制試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，不同提取分離方法得到的多種安絡(luò)小皮傘糖蛋白均具有鎮(zhèn)痛作用，且未見有明顯的活性差異，這種鎮(zhèn)痛作用來自于這些糖蛋白的共同結(jié)構(gòu)部分[63]。

4 食（藥）用菌糖蛋白的加工特性與開發(fā)應(yīng)用現(xiàn)狀

4.1 加工特性

不同原料、不同工藝制備的食（藥）用菌糖蛋白表現(xiàn)出不同的理化性質(zhì)。例如采用DEAEsepharose 和AKAT 快速分離制備系統(tǒng)，可得到的松口蘑菌絲體糖蛋白MTS03。其凍干樣品為白色絮狀物質(zhì)，易溶于水，不溶于乙醇、乙醚等有機(jī)溶劑，具有熱不穩(wěn)定性，常溫下穩(wěn)定，但溫度超過56 ℃時(shí)會(huì)隨時(shí)間延長(zhǎng)逐漸失去活性，此特性顯然不適合后續(xù)的產(chǎn)品加工[18]。采用聚能超聲波輔助鹽法提取的繡球菌（Sparassis crispa）糖蛋白，隨著濃度增加，其持油性、持水性、起泡和乳化穩(wěn)定性逐漸增大。起泡性先增大后減小，乳化性先增大后減小再增大。這說明該糖蛋白具有良好的食品加工特性，可以作為食品配料或功能性食品原料[54]。

值得注意的是采用異源蛋白糖基化技術(shù)制備的食（藥）用菌多糖-蛋白復(fù)合物往往表現(xiàn)出優(yōu)異的食品加工特性。例如黑木耳多糖-乳清蛋白復(fù)合物，能有效降低乳清蛋白抗原性（α-乳白蛋白降低75.7%，β-乳球蛋白抗原性降低25%）[12]。黑木耳多糖-大豆分離蛋白復(fù)合物的乳化活性與穩(wěn)定性分別比大豆蛋白提高18.46%和10.33%，溶解性和熱穩(wěn)定性也有所提高[13]。大豆分離蛋白-杏鮑菇多糖共價(jià)結(jié)合物WPP 也具有較強(qiáng)乳化性、溶解性和熱穩(wěn)定性等[14]。

4.2 開發(fā)應(yīng)用

4.2.1 食品應(yīng)用

相比于食（藥）用菌糖蛋白的純化和功能研究，其食品應(yīng)用方面的報(bào)道較少，預(yù)計(jì)隨著未來各種新型功能食品、特醫(yī)食品的興起，這方面的研究將越來越多。已有報(bào)道如香菇蛋白-多糖復(fù)合物PPC，具有依次排列的疏水蛋白和親水多糖結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)出極佳的油水界面遷移和固化能力，利用此優(yōu)越性能開發(fā)出穩(wěn)定的高內(nèi)相乳液（HIPEs）運(yùn)載體系，進(jìn)行β-胡蘿卜素的包埋，可使β-胡蘿卜素留存率提高，取得優(yōu)良的保護(hù)效果[7]。

4.2.2 農(nóng)業(yè)應(yīng)用

食（藥）用菌糖蛋白作為綠色生物農(nóng)藥，在植物抗病毒方面的應(yīng)用，國(guó)內(nèi)起步較早并已有報(bào)道。例如香菇菌固體發(fā)酵木屑、麥麩后的培養(yǎng)物，經(jīng)熱水提取、濃縮，制得1%菇類蛋白多糖水劑，毒理學(xué)試驗(yàn)和田間試驗(yàn)表明對(duì)番茄病毒病有良好的防治效果[64]。采用真菌發(fā)酵提取物制得的0.5%菌類蛋白多糖水劑，經(jīng)田間試驗(yàn)表明對(duì)水稻條紋葉枯病有較好的防治效果，用量為4.69～5.63 g·h-1·m-2，使用后對(duì)人畜無毒副作用、對(duì)植物無殘留、對(duì)環(huán)境無污染[65]。同樣的0.5%菇類蛋白多糖水劑，加水稀釋300～500倍后，對(duì)大田煙草、番茄和黃瓜的病毒病的防效達(dá)65%以上，并能改善上述作物的性狀[66]。菌類蛋白多糖制劑能夠作為預(yù)防性抗病毒生物制劑，是因?yàn)槠浜械牡鞍锥嗵浅煞帜軌蛲ㄟ^誘導(dǎo)并增強(qiáng)植物免疫力，來抑制病毒侵染及在寄主中的繁殖，從而達(dá)到抗病毒和增產(chǎn)的目的[66]。

4.2.3 產(chǎn)品開發(fā)

猴頭菇蛋白多糖口含片，配方為猴頭菇蛋白多糖0.1 g、檸檬酸0.02 g、木糖醇0.1 g、淀粉0.16 g 填充，規(guī)格為0.38 g/片，總抗氧化能力強(qiáng)，產(chǎn)品酸甜可口，可操作性強(qiáng)[6]。雙孢蘑菇（Agaricus bisporus）蛋白多糖片分別按劑量0.33、0.66、1.33 g·kg-1連續(xù)飼喂大鼠30 d，未見明顯中毒體征，也未見死亡，體重、飼料利用率、血生化指標(biāo)、血常規(guī)指標(biāo)和臟體比均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，未見組織病理學(xué)異常，說明該產(chǎn)品在試驗(yàn)劑量下無明顯的亞急性毒性[67]。采用從雙孢蘑菇提取出來的菇精蛋白多糖片，飼喂四氯化碳所致急性肝損傷的小鼠30 d，能抑制血清谷丙轉(zhuǎn)氨酶和谷草轉(zhuǎn)氨酶的升高，減輕肝組織的病理損傷，起到保護(hù)肝臟作用[68]。

5 問題與展望

在當(dāng)前國(guó)家大食物觀、大健康戰(zhàn)略指引下，從微生物途徑要熱量、要蛋白越來越受到重視，加強(qiáng)食（藥）用菌糖蛋白產(chǎn)品開發(fā)，符合人民群眾對(duì)美好生活質(zhì)量的需求。食（藥）用菌糖蛋白的研究報(bào)道雖然在不斷增加，但近五年的進(jìn)展趨勢(shì)緩慢。為了更好地加快食（藥）用菌糖蛋白研究和產(chǎn)品開發(fā)速度，未來亟需解決以下一些關(guān)鍵問題。

5.1 優(yōu)化無損提取技術(shù)

優(yōu)化食（藥）用菌糖蛋白提取技術(shù)的目的是，在保持蛋白活性前提下盡可能地獲取較高的得率，因此，無損提取技術(shù)提取有待進(jìn)一步試驗(yàn)。例如，無損高效破壁釋放技術(shù)，包括低溫微納米破壁、高壓勻漿破壁、高速珠磨破壁、低溫風(fēng)洞破壁等；無損干制技術(shù)，包括冷凍噴霧干燥、低溫靜電干燥等。此外，為了降低成本，建議以來源豐富、價(jià)格便宜的食（藥）用菌下腳料（如殘次菇、菇腳和菌糠等）為材料，開展糖蛋白提取工藝研究。

5.2 研發(fā)分離純化技術(shù)

鹽析、透析、離子交換層析、凝膠層析等分離純化技術(shù)，由于操作難度大、成本高，只能用于實(shí)驗(yàn)室少量制備，無法應(yīng)用于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。鑒于此，應(yīng)多從濃縮、富集的角度考慮糖蛋白的提純，這方面采用現(xiàn)代新材料的膜技術(shù)及設(shè)備大有用武之地，可以通過設(shè)計(jì)特定的膜孔徑，來截留已知分子質(zhì)量的糖蛋白，從而獲得高濃度、高含量的糖蛋白制品，用于后續(xù)的產(chǎn)品生產(chǎn)。

5.3 深化功能機(jī)制研究

采用質(zhì)譜、核磁、芯片和生物信息學(xué)技術(shù)等，重點(diǎn)加強(qiáng)食（藥）用菌糖蛋白生物活性與其構(gòu)效關(guān)系的研究。例如，糖鏈和肽鏈的空間構(gòu)象、活性中心、活性位點(diǎn)、糖基化連接位點(diǎn)、肽修飾位點(diǎn)，肽載體、單糖與氨基酸序列，糖苷鍵與糖肽鍵相關(guān)性分析表征等。從而進(jìn)一步明確功能機(jī)制，并發(fā)現(xiàn)更多的新結(jié)構(gòu)和新功能。

5.4 開發(fā)精深加工產(chǎn)品

充分依托我國(guó)豐富的食（藥）用菌資源，開發(fā)多品種的食（藥）用菌糖蛋白產(chǎn)品。劑型除了膠囊、口服液外，還可選擇中藥制劑技術(shù)，如沖劑、湯劑、煎劑、膏劑、丸劑、粉劑、泡劑等。提倡基于現(xiàn)代中西醫(yī)學(xué)理論和營(yíng)養(yǎng)學(xué)理論，開展配伍配方研究，研發(fā)復(fù)方制劑產(chǎn)品。

5.5 構(gòu)建糖蛋白高產(chǎn)工程菌

對(duì)功能突出的食（藥）用菌糖蛋白，應(yīng)重點(diǎn)加強(qiáng)其生物合成機(jī)制研究，明晰其代謝途徑、基因編碼序列及調(diào)控方式，在此基礎(chǔ)上開展糖蛋白基因克隆與高效表達(dá)研究，構(gòu)建糖蛋白高產(chǎn)工程菌。

5.6 開展凝集素糖蛋白研究

凝集素是一種能凝集細(xì)胞、特異性結(jié)合碳水化合物的蛋白質(zhì)或糖蛋白，食（藥）用菌中含有多種類型的凝集素[69]。目前對(duì)食（藥）用菌凝集素的糖結(jié)構(gòu)研究較少，通過對(duì)已發(fā)現(xiàn)的食（藥）用菌凝集素開展進(jìn)一步的分析研究，確定其糖蛋白結(jié)構(gòu)，將極大地拓展對(duì)食（藥）用菌糖蛋白的認(rèn)知。