微生物胞外多糖具有抗肿瘤、降血脂、抗氧化、降血糖、抗凝血、和抗病毒等生物活性,在生物医药和功能食品等领域有广泛的应用。琥珀酰聚糖是由农杆菌和根瘤菌分泌的一类由葡萄糖和半乳糖组成的胞外多糖,含有一些非糖醛取代基,包括琥珀酸基、丙酮酸基、和乙酰基等。琥珀酰聚糖可介导细菌与植物间的相互作用,在共生固氮过程中发挥重要作用。但是关于琥珀酰聚糖是否对人和哺乳动物的生理反应有调节功能是不清楚的。本课题通过制备一种结构稳定的琥珀酰聚糖,研究琥珀酰聚糖的抗肿瘤活性和降血脂活性。主要研究内容如下:1.制备了一种结构稳定的琥珀酰聚糖。通过比较12种不同来源的土壤农杆菌及根瘤菌菌株的胞外多糖产量,发现土壤农杆菌ZCC3656在蔗糖为碳源的M9培养基中,30℃发酵48 h,胞外多糖产量最高,可稳定在18-20 g/L。经分离纯化后发现此胞外多糖为单一多糖,分子量为2.5×10~6 Da,将其命名为riclin。结合单糖组分分析、甲基化分析、一维和二维核磁共振分析的结果,得到riclin多糖重复单元由7个葡萄糖和1个半乳糖构成,带有一个琥珀酰基和一个丙酮酸缩酮基,是一种典型的琥珀酰聚糖结构。在1%（w/v）riclin水溶液中,通过Na OH调p H 9.0,105℃下加热20 min可将琥珀酰基团全部除去,得到更加稳定riclin多糖。2.研究了脱琥珀酰基团的riclin对肿瘤生长的影响。通过在小鼠体内建立骨肉瘤Sarcoma 180（S180）模型,以化疗药物环磷酰胺（Cyclophosphamide,CTX）作为阳性对照,研究琥珀酰聚糖riclin的抗肿瘤活性及机制。结果显示,腹腔注射和灌胃riclin均可显著抑制肿瘤的生长,riclin（10mg/kg）肿瘤抑制率可达68%。研究发现riclin不能直接杀伤肿瘤细胞。CTX导致小鼠的体重下降,血液白细胞数量减少,脾脏结构严重受损,有严重的副作用。而riclin对小鼠的体重没有影响,可以升高荷瘤小鼠的脾脏指数,并通过Bcl-2/Bax/Caspase-3信号通路抑制脾脏细胞的凋亡。~1H核磁共振代谢组学发现riclin可改变脾脏的总代谢物趋势。血常规结果表明riclin可增加外周血中白细胞和淋巴细胞的数量,升高血清中肿瘤坏死因子（Tumor necrosis factorα,TNFα）的水平。流式细胞仪分析结果表明,riclin增加了肿瘤内环境的巨噬细胞,以及肿瘤内环境、引流淋巴结、胸腺及脾脏的CD4+和CD8+T淋巴细胞的数量。通过对riclin标记荧光信号Alexa Fluor?488 Cadaverine,显示riclin可以特异性识别巨噬细胞。这些结果表明琥珀酰聚糖riclin有良好的免疫原性,可有效抑制肿瘤的生长。3.发现了脱琥珀酰基团的riclin改善高胆固醇血症的功能。在小鼠高胆固醇血症模型中,添加riclin可有效改善高胆固醇饮食（High cholesterol diet,HCD）诱导的病理特征。相比于单纯HCD组,添加高剂量riclin组（High-dose riclin,HR）的血清总胆固醇（Total cholesterol,TC）、低密度脂蛋白胆固醇（Low density lipoprotein cholesterol,LDL-C）和肝脏的TC水平分别降低了34%、40%和51%。添加riclin有效抑制了肝脏炎症因子TNFa、Interleukin-6（IL-6）、Interferon-γ（IFN-γ）的基因表达,减少了肝脏巨噬细胞的浸润。脂质组学和代谢组学分析表明riclin可显著逆转HCD饮食引起的肝脏代谢物的改变,使肝脏的代谢轮廓接近正常饮食（Normal diet,ND）组。添加riclin增加了小鼠粪便体积,粪便中的中性固醇及酸性固醇产物均显著增多。研究表明riclin可抑制胆固醇的吸收。其作用机制主要是通过增加胆汁-胆固醇-油脂乳化体系的粘度来增加乳化微团的粒径,干扰肠道内胆汁对胆固醇的乳化作用,从而降低胆固醇在小肠中的消化与吸收,促进胆固醇及胆汁酸的排出。上述结果表明riclin可以有效改善高胆固醇饮食诱导的代谢紊乱,是预防高胆固醇血症发生的潜在的功能食品。结论:土壤农杆菌ZCC3656以18-20g/L的发酵产率生产琥珀酰聚糖riclin。脱琥珀酰基团的riclin多糖通过增强免疫功能抑制骨肉瘤的生长、干扰肠道内胆汁对胆固醇的乳化作用降低食物中胆固醇的吸收。研究结果拓展对琥珀酰聚糖生物活性的基础认识,为riclin在医药和功能食品领域的应用奠定了基础。