生物高分子(第6卷)--多糖Ⅱ(真核生物多糖)

多糖是一类由广泛存在于自然界的生物体产生的独特的生物高分子。它们具有各种各样特殊的且在大多数情况下相当复杂的化学结构，不同的生理功能和广泛的（潜在的）应用价值。
本卷主要涉及真核生物多糖，包括来自酵母、真菌、藻类、植物和动物的多糖。关于原核生物多糖的内容在本丛书第5卷中描述。
本卷开始的四章为酵母和真菌产生的胞外多糖，如支链淀粉、裂褶菌多糖、硬葡聚糖及酵母胞外多糖。随后的三章是关于这些较低等真核生物的细胞壁多糖，涵盖了来自真菌的壳多糖和脱乙酰壳多糖、真菌细胞壁聚糖以及酵母β聚糖。再后来的七章包括了藻类多糖（如藻酸盐和角叉菜聚糖）、植物多糖（如纤维素、种子胶、果胶、淀粉和菊粉）。对这些多糖的性质、功能及工业用途，或者是在工农业和/或医药领域的潜在应用价值等方面，都尽可能作了相应的探讨。
在编撰本卷时，我们的意图在于为科学界和工业界提供当今对真核生物多糖认识水平的全貌。出于这种考虑，本卷尝试回顾了这些真核生物多糖的发现、来源、化学物理性质、分析方法、生物合成、分子遗传学、生理作用、生产、分离及应用等方面，并尽可能收集了截至2001年末的最新发表的科学数据。由于我们没有按时收到作者的手稿，有几种多糖没能在本卷中详细描述。这些遗漏的章节（如半纤维素、木聚糖、渗出胶及琼脂）将会在不久后出版的增补卷中发表。
本卷编撰工作一开始，我们就非常清楚：只有我们真正地吸收众多科学家的专长，才能囊括想要的很多专题。我们意识到：选择多作者编撰所面临的风险可能会对全书的统一性产生一些影响，本书完成的时间表也因此会有些问题。但另一方面，现在从整体上来看这本书，我们认为它的总体质量以及内容的有用性证明：当初我们邀请世界各地的科学家来共同编撰本书的决定是正确的。在这一点上，我们要衷心地感谢他们能欣然将知识传授给科学大众。值得称颂的是：尽管他们都有许多其他职责和任务，但还是抽出宝贵的时间，用他们的专长和热情完成了各自的章节。在汇编本卷的极短时间里，所有作者在撰写手稿时所表现出的积极互动作用是非常宝贵的。
最后，我们要感谢WILEYVCH用一如既往的专业化水平高质量出版了《生物高分子》这套书，感谢他们在本卷酝酿到诞生这整个过程中给予的巨大帮助。尤其要感谢Karin Dembowsky及其同事，如果没有他们不懈的努力，本书就不可能顺利出版。

EJ旺达姆(比利时，根特)SDe贝特斯(比利时，根特)A斯泰因比歇尔（德国，蒙斯特）200211支链淀粉1
Timothy DLeathers博士
郝学秦译

《生物高分子》第6卷阐述真核生物多糖的生物合成方法、代谢机理、生物降解机理、功能、特性和在多个领域中的应用。书中讲述的多糖如下：支链淀粉、硬葡聚糖、裂褶菌多糖、酵母胞外多糖、真菌壳多糖、脱乙酰壳多糖、真菌细胞壁聚糖、酿酒酵母细胞壁β葡聚糖、海藻藻酸盐、角叉菜聚糖、纤维素、种子胶、果胶、淀粉、菊粉、动物来源的壳多糖、动物脱乙酰壳多糖、蛋白聚糖。

11引言1
12历史概况2
13化学结构2
14生理作用5
15化学分析5
16来源6
17生物合成6
171培养条件和细胞形态学6
172生物合成机制10
18遗传学和分子生物学11
19生物降解12
110生产14
111特性和应用15
112专利18
113前景和展望20
114缩略语21
115参考文献21

2硬葡聚糖34
Ioannis Giavasis,Linda MHarvey博士,Brian McNeil博士
郝学秦译
21引言34
22历史概况35
23化学结构36
24来源37
25功能37
26生理学39
261温度的影响39
262pH值的影响39
263溶氧的影响40
264通气和搅拌的影响41
265培养基成分的影响41
266其他因素的影响42
267副产物的形成42
27生物化学43
28分子遗传学44
29生物降解44
210生产45
2101生产厂商45
2102世界市场45
2103应用45
211前景和展望47
212专利47
213缩略语49
214参考文献50

3裂褶菌多糖55
Udo Rau博士
梁赤周译
31引言55
32历史概况55
33化学结构56
34化学分析59
35来源和生理功能59
36生物合成60
37分子遗传学64
38生物降解65
39生产65
391分批培养65
392连续培养68
310下游处理70
3101细胞分离70
3102裂褶菌多糖的纯化和浓缩70
311世界市场71
312特性71
313应用和专利73
314前景和展望76
315缩略语76
316参考文献78

4酵母胞外多糖84
Sophie De Baets,Sara Du Laing,Eric JVandamme博士、教授
朱丽译
41引言84
42历史概况85
43化学结构85
431子囊酵母85
4311念珠菌85
4312汉森酵母86
432担子酵母88
4321银耳属88
4322隐球菌属91
4323红酵母属94
4324掷孢酵母94
44化学分析和检测95
45来源95
46功能96
47生物合成97
48分子遗传和调控98
49生物降解99
410生产99
411特性和应用101
4111汉森酵母101
4112银耳属101
41121银耳101
41122黄金银耳101
41123香栓菌101
4113红酵母属102
4114浅红掷孢酵母102
412前景和展望102
413专利103
4131汉森酵母103
4132银耳103
4133黄金银耳104
4134劳伦梯隐球菌104
414缩略语104
415参考文献104

5真菌壳多糖和脱乙酰壳多糖110
Martin GPeter博士、教授
朱丽译
51引言110
52化学结构110
521壳多糖111
522脱乙酰壳多糖111
523多酚色素111
53来源112
54生理功能112
55化学分析和检测113
56壳多糖和脱乙酰壳多糖的生物合成113
561壳多糖合酶113
5611CS的酶学性质和亚细胞定位114
5612CS的遗传学116
5613CS的调控117
5614CS的抑制117
562葡聚糖转移酶118
563壳多糖脱乙酰酶118
5631CDA的酶学118
5632CDA的基因119
5633CDA的调控120
57生物降解120
571壳多糖酶120
5711真菌壳多糖酶的酶学120
5712壳多糖酶的基因122
5713壳多糖酶的调控123
572脱乙酰壳多糖酶124
5721脱乙酰壳多糖酶的结构和作用机制124
5722脱乙酰壳多糖酶的酶学124
5723植物中的脱乙酰壳多糖酶126
5724脱乙酰壳多糖酶的基因126
5725脱乙酰壳多糖酶的调控127
573外βD氨基葡萄糖苷酶127
58生物技术生产方法127
581脱乙酰壳多糖产生菌的筛选128
582从真菌生物物质中分离壳多糖和脱乙酰壳多糖129
583CDA的生产129
59应用129
591有色物质的吸附129
592金属离子的吸附130
593医疗保健130
510前景和展望130
511专利131
512致谢131
513缩略语131
514参考文献132
6真菌细胞壁聚糖144
ShungChang Jong博士
朱丽译
61引言144
62历史概况145
63免疫调节和抗肿瘤聚糖146
631β聚糖及其蛋白复合物147
632杂多糖及其蛋白复合物150
633化学修饰151
64抗病毒聚糖151
65抗菌聚糖152
66保肝聚糖153
67抗纤维化聚糖153
68抗炎聚糖153
69抗糖尿病和降血糖聚糖154
610降胆固醇聚糖154
611专利154
612前景和展望155
613缩略语156
614参考文献157

7酿酒酵母细胞壁β葡聚糖162
Gerrit JPDijkgraaf,Huijuan Li博士，Howard Bussey博士
姚春喜译
71引言162
72历史概况163
7２１细胞壁研究的方法学进展163
7２２酵母葡聚糖分子结构的解析165
7２３交联到壳多糖上而引起的葡聚糖碱不溶性166
7３酵母葡聚糖的结构研究166
7４葡聚糖合成的酶学169
7５参与β1,3葡聚糖生物合成的基因产物171
7５１Fks1p和Fks2p172
7５２Rho1p174
7５３Gns1p176
7５４Knr4p177
7５５Hkr1p177
7６参与β1,6葡聚糖生物合成的基因产物178
7６１内质网178
7６２高尔基体179
7６３细胞质和细胞表面180
7７葡聚糖的构建和交联181
7７１葡聚糖酶181
7７２葡聚糖基转移酶182
7８酵母β葡聚糖的应用182
7９葡聚糖合成酶抑制剂183
7１０前景和展望183
7１１致谢185
7１２缩略语185
7１３参考文献186

8海藻藻酸盐194
Kurt Ingar Draget博士，Olav Smidsrd博士、教授,
Gudmund SkjkBrk博士、教授
姚春喜译
81引言194
82历史概况195
83化学结构195
84构象196
85来源及其对组分和结构的影响197
86生理功能198
87化学分析和检测198
871化学组成和序列198
872分子量198
873检测和定量199
88生物合成和生物降解199
89生产：生物技术和传统工艺200
891从天然资源/发酵产物中分离产品200
892分子遗传学和体外修饰201
893当前的和预测的世界市场及成本202
894藻酸盐的生产厂商202
810特性203
8101物理性质203
81011溶解性203
81012选择性离子结合204
81013凝胶的形成和离子交联206
81014凝胶的形成和藻酸凝胶207
8102物质特性207
81021稳定性207
81022离子交联凝胶208
81023藻酸凝胶210
8103“生物学”性质212
811应用212
8111技术领域中的应用212
8112医药中的应用212
8113食品中的应用213
812相关专利214
813前景和展望216
814致谢216
815缩略语216
816参考文献217

9角叉菜聚糖221
Fred van de Velde博士，Gerhard ADe Ruiter博士
姚春喜译
91引言221
92历史概况222
93化学结构223
9３1概述223
9３２分子结构223
94来源225
95生理功能226
96化学分析227
961分离与分级227
9611分离227
9612分级228
9613小分子量组分的分离228
962红外光谱228
963核磁共振光谱229
964色谱分析230
9641分子量的确定231
9642硫酸酯含量231
9643单糖组成231
9644糖苷键的分析232
97生物合成232
98胞外生物降解232
981降解的酶学233
982降解的遗传学基础233
99生产234
991海藻的采集234
992海藻的种植234
993生产234
994经修饰的角叉菜聚糖的功能236
995当前世界市场236
996生产角叉菜聚糖的厂商237
910性质237
9101物理性质237
91011溶解性237
91012线圈螺旋转换237
91013黏度239
91014凝胶化作用239
91015与树胶的协同作用239
91016与蛋白质的相互作用240
9102化学性质240
9103安全性240
911应用240
9111技术领域中的应用240
9112医药中的应用241
9113作为药物赋形剂的应用241
9114个人和家庭护理中的应用241
9115农业中的应用242
9116食品中的应用242
9117其他方面的应用243
912相关专利243
913当前存在的问题和局限243
914前景和展望244
915缩略语244
916参考文献245

10纤维素248
Dieter Klemm博士、教授，HansPeter Schmauder博士、教授，
Thomas Heinze博士、教授
郝学秦译
詹怀宇审校
101引言和历史概况248
102来源249
1021天然纤维素249
1022合成纤维素251
103结构和分析251
1031氢键结合252
1032晶体结构252
10321纤维素Ⅰ型252
10322其他纤维素的多晶型254
1033形态255
1034分析256
104生理功能257
105生物合成257
1051聚合酶的底物合成258
1052聚合酶系统和生物合成酶学259
1053合成的遗传基础260
1054合成的调控260
1055对植物纤维素合成研究中尚未得到解决的一些问题的总结261
106生物降解262
1061细胞内生物降解262
1062细胞外生物降解262
107利用生物技术生产264
108性质265
1081物理性质和材料性质265
1082化学性质266
109纤维素及其衍生物的应用269
1091工业应用270
10911再生纤维素产品270
10912微晶纤维素273
10913纤维素酯273
10914纤维素酯醚的混合物275
10915氧化产品277
1092其他应用277
1010生物合成、生物降解和生物应用的相关专利278
1011现存问题和局限性280
1012前景和展望281
1013缩略语281
1014参考文献282

11种子胶290
Stephan Dierckx博士,Koen Dewettinck博士、教授
袁建勇译
111引言290
112历史概况290
113化学结构291
114来源293
1141简介293
1142长角豆294
1143瓜耳胶295
1144刺云实胶295
115功能295
116生物化学296
117生物降解296
118生产297
1181生产工艺和生产厂商297
1182世界市场299
1183应用299
11831一般特征299
11832长角豆胶301
11833瓜耳胶302
11834刺云实胶304
119前景和展望304
1110专利304
1111缩略语306
1112参考文献307

12果胶310
MarieChristine Ralet博士，Estelle Bonnin博士，JeanFranois Thibault博士
袁建勇译
121引言310
122历史概况311
123果胶的化学结构311
1231初级结构311
12311主链312
12312侧链314
12313结构单元的分布314
12314非糖取代基315
1232细胞壁中果胶的来源和分布315
1233大分子特性316
12331摩尔质量316
12332构象317
124果胶的分析318
1241提取318
1242果胶成分的分析318
12421半乳糖醛酸318
12422中性糖318
12423取代319
125果胶的生物合成319
126分子遗传学320
127果胶降解320
1271化学降解320
12711在酸性介质中的降解321
12712在中性或碱性介质中的降解321
1272由果胶裂解酶产生的生物降解321
12721HG降解酶321
12722“毛发状”区域的降解酶323
1273果胶和植物产品的转化324
12731质地325
12732在水果和蔬菜加工过程中果胶水解酶的工业应用326
128工业果胶329
1281目前的原料329
1282果胶的提取330
1283法规与世界市场330
129果胶的凝胶特性与应用331
1291高甲氧基果胶331
1292低甲氧基果胶333
1210稳定性334
1211前景和展望335
1212缩略语335
1213参考文献337

13淀粉344
Richard Frank Tester博士,John Karkalas博士
殷瑜译
131引言与历史回顾344
132来源、资源及产品345
133淀粉颗粒的形态学和组成347
1331形态学347
1332多糖348
1333脂类350
1334蛋白质350
1335矿物质350
134淀粉的生物合成及颗粒沉积351
1341生物合成351
13411碳源的供应与输送351
13412细胞质中蔗糖的累积351
13413细胞质中蔗糖至葡萄糖6磷酸的转化过程351
13414造粉体中葡萄糖6磷酸至葡萄糖1磷酸的转化过程352
13415造粉体内葡萄糖1磷酸至α葡聚糖的转化过程352
1342淀粉颗粒的沉积353
135淀粉颗粒的结构354
1351颗粒的主要特征354
13511螺旋状结构354
13512A型多晶型物，B型多晶型物和C型多晶型物354
13513晶型的和非晶型的双螺旋链356
13514单螺旋链356
13515V型螺旋356
13516无脂肪的(FAM)及脂肪复合的(LAM)直链淀粉357
1352结晶度357
1353颗粒的构造357
136物理特性362
1361淀粉颗粒的显微结构362
13611光学显微结构362
13612电镜显微结构362
13613原子显微镜结构363
1362糊化及溶胀363
1363淀粉的流变学特性364
13631黏度365
13632牛顿流体及非牛顿流体365
13633凝胶性质366
13634明胶化淀粉分散体的黏度测定法367
1364直链淀粉的螺旋复合物368
1365淀粉的还原368
1366抗性淀粉369
13661Ⅰ型抗性淀粉370
13662Ⅱ型抗性淀粉370
13663Ⅲ型抗性淀粉371
13664Ⅳ型抗性淀粉371
13665包含体复合物371
137淀粉性状的改良371
1371改性的必要性371
13711化学改性371
13712酶法改性373
13713物理改性373
138淀粉的分析374
1381早期测定淀粉的方法374
1382定量的酶学方法374
13821自动仪器测定法375
13822用于鉴定淀粉特性的方法375
139淀粉的工业生产375
1391常规原则375
13911玉米376
13912小麦377
13913大米377
13914高粱377
13915土豆378
13916木薯378
13917红薯378
13918竹芋378
13919西米378
1392淀粉的用途379
13921食品用途379
13922工业用途379
1310淀粉的水解产物379
13101简介379
131011酸水解产物380
131012酸酶水解糖浆380
131013酶水解糖浆381
13102其他水解产物382
131021麦芽糊精382
131022环糊精382
131023氢化糖浆及多元醇383
13103水解产物的用途383
1311结语384
1312缩略语384
1313参考文献386

14菊粉398
Anne Franck博士，Leen De Leenheer
殷瑜译
141引言398
142历史概述399
143化学结构399
144天然来源401
145生理学功能403
146化学分析及检测403
1461高效液相色谱仪分析403
1462气相色谱法403
1463HPAEC分析405
1464全甲基化分析406
1465食品中菊粉和寡聚果糖的定量测定406
1466食品中菊粉的定量测定407
147生物合成407
1471微生物果聚糖的合成407
1472FOS的体外合成407
1473植物来源菊粉的合成408
14731生物化学408
14732分子遗传学408
148生物降解409
1481植物内源性降解409
14811生物化学409
14812分子遗传学410
1482来源于酵母和霉菌的酶在体外催化的水解410
149生产411
1491始于蔗糖的FOS生产411
1492植物来源的商品菊粉412
14921农业状况412
14922加工413
1493菊粉和FOS的工业化生产414
1494生产规模415
1410性质415
14101物理性质和化学性质415
14102物质属性417
14103生物学特性417
141031不可消化性418
141032热量值418
141033脂代谢的改善418
141034对消化道功能的影响419
141035肠道微生态的调节419
141036对糖尿病的适用性420
141037癌症危险的降低420
141038促进矿物质的吸收421
141039肠道的可接受性421
1411食品中的应用422
1412非食品行业的开发及其应用423
1413前景和展望424
1414专利424
1415致谢427
1416缩略语427
1417参考文献428

15动物来源的壳多糖和脱乙酰壳多糖435
Martin GPeter博士、教授
金飞燕，苏旭霞译
151引言435
152历史概况436
153壳多糖和脱乙酰壳多糖的结构436
1531溶液中的构象437
1532晶体结构437
154来源438
155生理功能439
156动物中壳多糖的检测及壳多糖和脱乙酰壳多糖的分析440
1561生物样品中壳多糖的检测440
1562ＦＡ值的测定440
15621红外光谱441
15622核磁共振光谱441
15623滴定法443
1563壳多糖和脱乙酰壳多糖寡糖的质谱443
1564壳多糖和脱乙酰壳多糖的大分子特性444
15641黏度测定444
15642色谱法445
157动物壳多糖的生物合成445
1571聚合酶底物的合成445
1572壳多糖合酶的酶学445
15721壳多糖生物合成的鉴定446
15722GlcNAc的聚合反应446
15723高聚物的转运和终止447
15724壳多糖合成的抑制447
1573壳多糖合成的遗传学基础448
15731细菌和脊椎动物的类壳多糖合酶基因448
1574壳多糖合成的调控449
15741酶水平449
15742转译水平449
15743转录水平449
158生物降解450
1581壳多糖降解的酶学450
15811壳多糖酶简介451
15812壳多糖酶的来源和功能453
15813壳多糖酶的结构和作用机制456
15814壳多糖酶的抑制457
15815溶菌酶458
15816壳多糖结合蛋白和植物凝集素458
15817壳寡糖的跨膜转运和胞内降解459
1582壳多糖酶的基因460
1583降解的调控462
159壳多糖和脱乙酰壳多糖的生产462
1591从甲壳废弃物中分离壳多糖和脱乙酰壳多糖463
15911资源463
15912化学加工过程464
15913发酵过程464
15914壳多糖的酶法脱乙酰465
1592低分子量壳多糖、脱乙酰壳多糖和壳寡糖的制备465
15921壳多糖和脱乙酰壳多糖的解聚465
15922壳寡糖的合成466
15923壳多糖非生物合成467
1593当前世界市场和经济状况467
1594生产壳多糖、脱乙酰壳多糖及相关高聚物的厂商467
1510壳多糖和脱乙酰壳多糖的性质468
15101理化性质468
15102由壳多糖或脱乙酰壳多糖制备得到的材料469
151021薄膜、滤膜和纤维469
151022多聚电解质复合物470
151023脂肪结合性质470
15103壳多糖和脱乙酰壳多糖的化学性质470
151031反应性470
151032衍生物470
151033杂合高聚物472
15104生物学性质472
151041在哺乳动物系统中的生物学活性472
151042抗菌活性473
151043在植物中的诱导剂活性473
1511壳多糖和脱乙酰壳多糖的应用474
15111工业应用475
151111废水处理工程475
151112纤维、纺织品和无纺布476
151113造纸476
151114生物工程477
15112在医疗和保健中的应用477
151121减肥和抗高脂血症477
151122骨骼再生和假体移植478
151123血管药物和手术479
151124伤口修复和人造皮肤479
151125在其他医学方面的应用479
151126壳多糖和脱乙酰壳多糖的毒理学479
151127法规方面的制约因素480
15113在制药工业中的应用481
151131经黏膜给药481
151132缓释制剂481
15114化妆品481
15115农业482
15116食品482
1512当前存在的问题和局限482
1513前景和展望483
1514有关壳多糖和脱乙酰壳多糖的分离、生产和应用的专利483
1515致谢502
1516缩略语503
1517参考文献505

16蛋白聚糖522
Takuo Nakano博士，Walter TDixon博士，Lech Ozimek博士
郝学秦译
161引言522
162历史概况523
163化学结构524
1631糖胺聚糖524
1632寡糖526
1633GAG与核蛋白的连接526
1634核蛋白527
164生物化学和生理学530
1641生物合成530
1642基因531
1643降解532
1644非哺乳动物酶533
1645蛋白多糖的提取533
1646GAG的提取534
1647蛋白聚糖的分离534
1648蛋白聚糖的特性535
1649显微镜检查536
16410功能537
165应用与生产538
166前景和展望539
167专利539
168致谢541
169缩略语541
1610参考文献542
索引550