孙 明，李 唐，赵小明，阎圣刚，尹 恒

（1.大连海事大学交通运输工程学院，大连116026；2.中国科学院大连化学物理研究所辽宁省碳水化合物重点实验室天然产物与糖工程研究组，大连116023）

褐藻多糖作为一种天然多糖，具有药物制剂辅料所具备的安全性、溶解性、稳定性和黏性［1］；其也可以作为主要添加剂［2］，广泛用于糖果、冷冻甜食及其他食品芯、馅的制作中。褐藻多糖是由β⁃D⁃甘露糖醛酸（β⁃D⁃mannuronate，M）和其C5差向异构体α⁃L⁃古罗糖醛酸（α⁃L⁃guluronate，G）两种单体组成的线型聚合物。在褐藻多糖中，M和G的存在形式可能有3种：聚甘露糖醛酸片段（M⁃blocks）、聚古罗糖醛酸片段（G⁃blocks）和甘露糖醛酸⁃古罗糖醛酸混合片段（MG⁃blocks）。褐藻多糖和寡糖中不同的M/G 比值使其具有不同的空间结构［3］和功能［4］，如富含M 的褐藻多糖和寡糖具有抗肿瘤、调节免疫等作用［5⁃6］，而富含G 的褐藻多糖易与二价阳离子Ca2+形成凝胶［7⁃8］，因凝胶具有一定的稳定形状，从而成为良好的药物载体（图1）。

图1 甘露糖醛酸C⁃5差向异构酶的功能以及海藻酸与Ca2+的结合方式Figure 1 The function of mannuronan C⁃5 epimerase and the way of combining alginate with Ca2+

许多棕色固氮菌属（Azotobacter Vinelandii）和假单胞菌属（Pseudomonas）可产生胞外褐藻多糖，在其生物体内首先合成聚甘露糖醛酸片段（M⁃blocks），然后在甘露糖醛酸C⁃5 差向异构酶作用下，部分甘露糖醛酸转变为古罗糖醛酸［9］（图1）。目前研究发现，棕色固氮菌属编码7 个胞内（algE1⁃algE7）［11］和1 个周质（al⁃gG）甘露糖醛酸C⁃5 差向异构酶的基因［12］。与之不同的是，假单胞菌属中仅编码一个甘露糖醛酸C⁃5 差向异构酶基因（algG）［10］，却同样可以完成同棕色固氮菌属相同的功能，但对其功能的了解相对不明晰。……