近日，上海市农业科学院食用菌研究所加工团队制备了五种食用菌子实体来源的β-葡聚糖，系统解析了其结构特征，并阐明了不同β-葡聚糖与免疫受体间的相互作用及构效关系，为天然来源的食用菌β-葡聚糖增强免疫功能提供了理论依据。相关研究成果发表在国际食品科学期刊Food Chemistry（一区TOP，IF：9.8）上。

Part.1

多项研究表明，β-葡聚糖在免疫调节活性方面具有显著作用。由于内源性β-葡聚糖无法在人类和动物体内合成，外源性β-葡聚糖会被先天免疫细胞的模式识别受体（PRRs）识别为病原相关分子模式（PAMPs）。因此，β-葡聚糖的免疫学特性源于其与多种PRR的特定相互作用，包括与Dectin-1、TLR4与TLR2等特异性受体结合，从而激活一系列下游信号通路增强免疫。食用菌子实体富含β-葡聚糖，在天然免疫调节方面具有潜在的应用价值。团队前期研究发现，不同食用菌来源的β-葡聚糖在结构上存在明显差异，推测其结构多样性可能介导不同的免疫调节特性；然而，目前关于该类多糖结构与免疫活性之间的关联仍缺乏系统性研究。

图1 食用菌β-葡聚糖结构表征及Dectin-1/Toll受体激活构效关系研究示意图

Part.2

为揭示食用菌β-葡聚糖的免疫调节构效关系，研究团队从鹿茸菇、香菇、猴头菇、榆黄菇和杏鲍菇五种食用菌子实体中制备了相应的β-葡聚糖。结构解析表明，五种高分子量（>10⁶ g/mol）的组分均属于β-(1→3)-D-葡聚糖，且其在O-6位点存在不同程度的分支结构，分支比（β-1→6/β-1→3）为1:2～1:9。

图2 五种食用菌β-葡聚糖结构特征

Part.3

分子互作结果表明，五种β-葡聚糖均能与Dectin-1、TLR4和TLR2受体发生特异性结合。在细胞水平上，这些β-葡聚糖可通过结合Dectin-1受体激活NF-κB信号通路，同时上调TLR4和TLR2在转录及蛋白水平的表达，并促进NO和IL-6的分泌。受体抑制实验进一步证实了上述受体在介导β-葡聚糖免疫激活中的关键作用。不同β-葡聚糖的免疫活性与其分支比显著相关，分支比为1:3和1:4的HEP20与PEP20表现出更强的受体结合与免疫激活能力。分子对接结果表明，β-葡聚糖的重复单元能够插入或卷曲至受体的单体或二聚体的最佳位置，形成广泛的氢键，进一步揭示了β-葡聚糖与受体间的相互作用机制。

图3 食用菌β-葡聚糖与免疫受体的相互作用示意图

该研究系统阐明了具有不同分支模式的β-(1→3,1→6)-葡聚糖激活免疫受体的构效关系及作用机制，为进一步利用天然β-葡聚糖实现免疫增强提供了重要理论依据。

上海市农业科学院食用菌研究所加工团队的刘利平助理研究员为论文的第一作者，刘艳芳研究员和张劲松研究员为通讯作者。该研究得到国家重点研发计划（2023YFF1103605）和国家现代农业产业技术体系（CARS-20）等项目的资助。