本研究由Shih-houng Young‡§、Wen-ji Dong¶和Robert R. Jacobs‡i合作完成，分别来自美国阿拉巴马大学伯明翰分校环境健康科学系（‡）和生物化学与分子遗传学系（¶）。研究成果以《Observation of a partially opened triple-helix conformation in 133-b-glucan by fluorescence resonance energy transfer spectroscopy》为题，于2000年4月21日发表在《The Journal of Biological Chemistry》（JBC）第275卷第16期。
该研究聚焦于多糖构象与生物活性的关系，属于生物物理化学与免疫学交叉领域。(1→3)-β-D-葡聚糖（(133)-β-D-glucan）因其免疫调节功能（如抗肿瘤、抗菌和促进伤口愈合）备受关注，但其构效关系尚不明确。前人研究认为，氢氧化钠（NaOH）处理可使三螺旋（triple-helix）葡聚糖解旋为单螺旋（single-helix），但缺乏直接证据。本研究创新性地采用荧光共振能量转移（FRET, fluorescence resonance energy transfer）技术，首次揭示了NaOH处理实际形成的是“部分打开的三螺旋”中间态，并系统评估了构象变化对生物活性的影响。
研究对象为低分子量三螺旋葡聚糖laminarin（Mr=7.7×10³ g/mol）和高分子量actigum（Mr=3.51×10⁵ g/mol）。通过化学修饰将供体荧光基团1-氨基芘（AP, 1-aminopyrene）和受体荧光基团异硫氰酸荧光素（FITC, fluorescein-5-isothiocyanate）分别标记在葡聚糖还原末端。通过紫外-荧光光谱验证标记效率（AP标记率约10%，FITC约1%），并计算FRET临界距离R₀=23.7 Å，确保能量转移可反映分子内距离变化。
将标记后的laminarin-ap-fitc用不同浓度NaOH（0.0115–0.833 M）处理，通过稳态荧光光谱（激发波长370 nm，发射扫描400–600 nm）检测构象变化。结果显示：
- 未处理组：AP发射峰（450 nm）强度显著降低，表明三螺旋末端紧密靠近（<42.6 Å），FRET效率高。
- NaOH处理组：AP峰强度随NaOH浓度升高而增强（最高达未处理组的2倍），520 nm FITC峰减弱，表明螺旋部分打开但未完全解离。对照组（单独标记AP与FITC的混合物）无FRET现象，排除了分子间相互作用的干扰。
中和NaOH后，通过时间分辨FRET监测发现：部分打开的构象在8天内逐渐恢复为三螺旋，且恢复速率与初始NaOH浓度负相关。通过苯胺蓝（aniline blue）稳定不同开放程度的中间态，为后续生物活性研究提供标准样本。
采用两种生物模型验证构象-活性关系：
- 鲎试剂（LAL, limulus amebocyte lysate）激活实验：部分开放构象（11.5 h稳定样本）的LAL活性比闭合三螺旋高40%，且与苯胺蓝结合量正相关。
- 肺泡巨噬细胞（NR8383细胞系）一氧化氮（NO）释放实验：NaOH处理后的laminarin在第一天诱导的NO产量最高，随后随构象恢复逐渐降低，证实部分开放构象具有更强的免疫刺激活性。
本研究首次提出“部分打开的三螺旋”是NaOH处理的主要中间态，修正了传统“单螺旋转化”理论。其科学价值在于：
1. 方法论创新：开发了基于FRET的葡聚糖构象实时监测技术，克服了传统方法（如固态¹³C NMR）无法解析溶液态结构的局限。
2. 构效关系：明确了生物活性与螺旋开放程度的定量关联，为设计高效免疫调节剂提供理论依据。
3. 应用潜力：通过控制NaOH处理条件可定向制备不同活性的葡聚糖制剂，在抗肿瘤和疫苗佐剂开发中具有前景。
研究还发现高分子量葡聚糖actigum表现出与laminarin相同的构象变化规律，提示该现象可能普遍存在于三螺旋葡聚糖中。此外，作者讨论了形态学（如环状/线性聚合体）对活性的潜在影响，但指出FRET技术限于短程检测，未来需结合电镜等技术进一步探索。