二、杂多糖
杂多糖(异多糖，heteropolysaccharide)是由两种及两种以上单糖构成的多糖，是细胞外基质成分，可以维持细胞、组织、器官形态并提供保护。杂多糖以黏多糖最为重要。
黏多糖(mucopolysaccharide，糖胺聚糖，glycosaminoglycan)溶液黏度较大，广泛存在于动物体内，包括透明质酸、硫酸软骨素、硫酸皮肤素、硫酸角质素、肝素和硫酸类肝素(图1-4)，均由二糖单位重复连接而成。它们的差异体现在构成二糖单位的氨基己糖和糖醛酸的种类及其硫酸化状态和位点，糖苷键类型，糖链长度及与核心蛋白连接方式，核心蛋白性质，黏多糖的组织分布和细胞内分布、功能。①黏多糖的二糖单位有一个N-乙酰氨基己糖(N-乙酰氨基葡萄糖或N-乙酰氨基半乳糖)和一个糖醛酸(D-葡萄糖醛酸或其差向异构体L-艾杜糖醛酸，硫酸角质素例外)构成，且多数含有至少一个硫酸基(O-连接或N-连接，透明质酸例外)，因而呈酸性。②黏多糖通过还原端半缩醛羟基与核心蛋白(core protein)以N-或O-糖苷键共价结合(透明质酸为非共价结合)，形成蛋白多糖(proteoglycan)。③哺乳动物有40多种蛋白多糖，其功能是作为减震剂、润滑剂、结缔组织的结构成分，介导细胞与细胞外基质黏附、与刺激细胞增殖的因子结合。
1.透明质酸(hyaluronic acid) 又称玻璃酸、玻尿酸，由多达5万个二糖单位以β-1,4-糖苷键连接而成(分子量大于1×106)，二糖单位由葡萄糖醛酸和N-乙酰氨基葡萄糖以β-1,3-糖苷键连接而成。透明质酸存在于几乎所有动物的细胞外基质中，分布于皮肤、脐带、骨、软骨、关节(滑液)、眼球玻璃体液、胚胎等。透明质酸溶液黏稠透明，是脊椎动物关节液和眼球玻璃体液的主要成分，赋予其润滑性；是软骨、肌腱细胞外基质的主要成分，提高其抗张强度和弹性。透明质酸可以被透明质酸酶(hyaluronidase)水解，导致黏度降低。例如精子通过释放透明质酸酶水解卵子表面的透明质酸，进行受精。某些蛇毒和细菌中也含有透明质酸酶。
2.硫酸软骨素(chondroitin sulfate) 有A、C、D和E四种，二糖单位均由葡萄糖醛酸和N-乙酰氨基半乳糖以β-1,3-糖苷键连接而成，只是所含硫酸基数目和位置不同。二糖单位之间以β-1,4-糖苷键连接。硫酸软骨素通过还原端木糖与核心蛋白丝氨酸羟基以O-糖苷键结合形成的蛋白多糖是软骨(位于软骨内成骨钙化点)、肌腱、韧带、心脏瓣膜、主动脉壁细胞外基质的重要组分，提高其抗张强度。
3.硫酸皮肤素(dermatan sulfate) 旧称硫酸软骨素B，由20～60个二糖单位以β-1,4-糖苷键连接而成，二糖单位主要由L-艾杜糖醛酸(少量是葡萄糖醛酸)和N-乙酰氨基半乳糖-4-硫酸以α-1,3-糖苷键连接而成。硫酸皮肤素主要分布于皮肤(是皮肤的主要黏多糖)、血管和心脏瓣膜，赋予其柔韧性。硫酸皮肤素可能参与凝血、创伤修复、抗感染。
图1-4 主要黏多糖结构单位
4.硫酸角质素(keratan sulfate) 由约25个二糖单位以β-1,3-糖苷键连接而成，二糖单位由半乳糖和N-乙酰氨基葡萄糖-6-硫酸以β-1,4-糖苷键连接而成。硫酸角质素与蛋白质结合形成的蛋白多糖广泛分布于角膜、软骨、骨骼及角、发、蹄、甲、爪等死亡细胞形成的角质化结构中。
5.肝素(heparin) 因最早发现于犬肝而得名，由15～90个二糖单位以α-1,4-糖苷键连接而成，主要二糖单位由L-艾杜糖醛酸-2-硫酸(约90%，其余为葡萄糖醛酸)和N-硫酸氨基葡萄糖-6-硫酸以α-1,4-糖苷键连接而成。肝素广泛分布于动物的肺、肝和肠黏膜等组织的肥大细胞和嗜碱性粒细胞内并释放到血中，具有抗凝活性，是动物体天然抗凝物质，抗凝机制是激活抗凝血酶Ⅲ，后者抑制凝血酶和凝血因子Ⅹa。此外肝素还促进内皮细胞释放组织因子途径抑制物。临床上血检和输血时常用肝素作为抗凝剂。
黏多糖降解障碍导致黏多糖贮积症，如黏多糖贮积症Ⅰ型(Hurler综合征)，患者黏多糖不能降解，积累于面部软组织，导致宽鼻孔、鼻梁凹陷、厚嘴唇、厚耳垂、牙齿不齐。
脂多糖(lipopolysaccharide) 革兰阴性菌细胞壁外膜的主要成分，其分子结构包括三部分：①特异多糖：是外部寡糖链，其组成和结构因细菌而异，是抗原物质，又称为O抗原(不同于ABO血型O抗原)。②核心多糖：是中间多糖链，由己糖、庚糖、辛糖等组成，其组成和结构具有保守性。③脂质A：是内部脂质，其组成和结构具有保守性，是毒素成分。某些脂多糖可以引起发热、休克等，但因为它们不是分泌成分，所以仅在细胞裂解或被吞噬时才起作用，因而这类脂多糖又称内毒素(endotoxin)。
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糖化学与中药
许多中药都含有糖类成分，包括单糖、寡糖、多糖、糖苷和其他衍生物。作为中药的有效成分，它们具有广泛的药理活性(表1-2)。
表1-2 部分中药的糖类成分
有些结合状态的糖如糖苷中的糖基不一定有药理活性，但对药效有一定影响，可以增强或缓解药性，使毒性降低或药效延缓。例如，茵陈蒿中的色原酮类化合物对四氯化碳所致的肝损伤没有治疗作用，若与糖成苷则疗效显著；有些黄酮类化合物对磷酸二酯酶有强抑制作用，成苷后抑制作用明显减弱；大黄的蒽醌化合物成苷后泻下作用延缓。
