荷叶中糖基化抑制剂的超声辅助提取、鉴定及作用机制研究

来源 :江西师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tiancai9550
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莲是我国著名的药食同源性植物,具有清暑利湿、清心去热、止血利水等功效。研究发现其叶具有降脂减肥、抗炎、抗氧化、抗癌、降血压、抑制动脉粥样硬化和抗糖尿病等作用,黄酮类化合物为其主要活性成分。在我国,莲的种植面积达1000多万亩,但是荷叶资源利用率十分的低,不到其总产量的1%,资源浪费严重。前期研究发现,荷叶提取物能有效抑制BSA-果糖糖基化体系中晚期糖基化终末产物(Advanced glycation end-products,AGEs)的形成,且荷叶多酚富集组分也能有效抑制卵清蛋白-果糖体系中AGEs的形成。因此,本文以荷叶为原料,采用超声波辅助提取优化荷叶中糖基化抑制剂的提取方法,再利用大孔吸附树脂分离富集荷叶中的糖基化抑制剂,然后利用色谱分离技术和半制备型液相分离纯化最佳组分中的主要化合物,并利用核磁共振、质谱等技术对其进行结构表征,以OVA-果糖和β-Lg-果糖体系为糖基化模型,研究代表性抑制剂对糖基化反应的影响,并采用光谱技术、质谱技术和分子对接技术阐述其抑制蛋白质糖基化的过程,最终探明其作用机制。本课题的完成可为荷叶资源的高值化利用和食品加工过程中AGEs形成的定向调控提供理论支持,同时对完善天然植物来源的提取物抑制AGEs形成的理论体系也具有一定意义。主要研究结果如下:(1)通过单因素优化得到的荷叶中糖基化抑制剂超声辅助提取的最佳条件为:料液比1:30(g:mL),乙醇浓度为70%,超声时间为40 min,超声温度为50℃,超声功率为400 W,提取物的AGEs抑制活性从21.91%提高到了75.47%。利用大孔吸附树脂分离富集荷叶中的AGEs抑制剂,得到最佳洗脱组分80HY(6.6g),其AGEs抑制活性(浓度为0.2 mg/mL溶液)、总酚、总黄酮含量,分别从粗提物的2.43%、175.80 mg GAE/g、13.06 mg QuE/g,提高到62.84%、393.64 mg GAE/g、167.98 mg QuE/g。(2)以80HY为研究对象进行分离纯化,共分离鉴定出四个化合物,分别为金丝桃苷(1)、异槲皮苷(2)、三叶豆苷(3)、紫云英苷(4)。抗糖基化活性分析发现四个化合物的活性均强于阳性对照氨基胍,其中异槲皮苷活性最佳。(3)探讨了异槲皮苷(Isoquecitrin,ISQ)对卵清蛋白(Ovalbumin,OVA)糖基化的抑制作用,并通过光谱学和分子对接技术研究了OVA和ISQ的相互作用,通过光谱法和质谱技术分析了ISQ对糖基化OVA结构、糖基化位点数和糖基化程度影响。结果表明,ISQ可以显著抑制OVA糖基化体系中AGEs的形成,有效降低OVA的糖基化反应,减弱糖基化引起的OVA构象变化。纳升高效液相色谱与静电场轨道阱组合式高分辨质谱(Nano LC-Orbitrap MSn)分析表明,ISQ不会减少或增加OVA糖基化位点的数量,但会影响糖基化的位置并减轻大多数位点的糖基化程度。ISQ通过静态机制猝灭OVA的荧光,可使OVA中的荧光性氨基酸色氨酸残基暴露在更疏水的环境中,从而改变其构象结构;OVA-ISQ复合物的形成是一个吸热过程,其主要作用力是疏水相互作用、范德华力和氢键。分子对接分析发现,ISQ以6个氢键插入到OVA的疏水口袋中,导致部分氨基酸微环境的变化,从而影响糖基化位点的糖基化活性。(4)评价了ISQ对β-乳球蛋白(β-lactoglobulin,β-Lg)糖基化的抑制作用,并通过荧光光谱、Nano LC-Orbitrap MSn和分子对接等方法阐明其作用机理。荧光光谱分析表明,ISQ能有效地减缓AGEs的形成,稳定糖基化β-Lg(G-β-Lg)的构象结构,改变发色团附近的微环境。SDS-PAGE和质谱分析表明,ISQ抑制了G-β-Lg的交联。加入ISQ后,G-β-Lg上的糖基化位点由10个减少到8个,并且大部分糖基化位点的相对糖基化取代度也大大降低。荧光光谱和分子对接表明,ISQ通过静态机制猝灭β-Lg的荧光,其结合是一个吸热过程。ISQ与β-Lg相互作用形成了等摩尔复合物,ISQ与β-Lg上的Lys69(4.96(?))形成了氢键,疏水作用、氢键和范德华力是其主要作用力。
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