分享自:

海参煮液中岩藻聚糖的结构分析、理化性质及抗幽门螺杆菌潜力

期刊:international journal of biological macromoleculesDOI:10.1016/j.ijbiomac.2025.141593

这篇文档属于类型a,即报告了一项原创性研究。以下是对该研究的学术报告:

作者及发表信息

该研究由Junhan CaoLing QinMing LiuMengke YaoKai WangHuan LinChangfeng QuYingying HeChanghu XueJinlai Miao共同完成,分别来自中国海洋大学、自然资源部第一海洋研究所、青岛海洋科学与技术试点国家实验室等机构。研究发表于International Journal of Biological Macromolecules,于2025年2月28日在线发表。

学术背景

研究领域:该研究属于生物大分子与微生物学交叉领域,主要聚焦于海参烹饪液中的褐藻糖胶(fucoidan, Fuc)的结构分析、理化性质及其抗幽门螺杆菌(Helicobacter pylori, H. pylori)的潜力。

研究背景:幽门螺杆菌是一种与慢性胃炎、消化性溃疡和胃癌相关的主要病原体。随着抗生素耐药性和生物膜相关持久性问题的加剧,寻找替代疗法成为迫切需求。褐藻糖胶是一种主要来源于海洋的硫酸化多糖,已被证明对多种病原菌具有显著抑制作用,但其结构和功能因来源不同而存在差异。海参作为一种海洋动物,其褐藻糖胶的结构和功能尚未被充分研究。

研究目的:本研究旨在从海参烹饪液中提取褐藻糖胶(Fuc-SC),解析其精细结构,评估其理化性质及抗氧化能力,并探究其对幽门螺杆菌的抑制作用及其机制。

研究流程

研究分为以下几个主要步骤:

  1. 材料提取与纯化

    • 从海参烹饪液中提取粗多糖,通过酶解、离心、脱色和膜过滤等步骤获得浓缩液,冷冻干燥后得到粉末。
    • 使用阴离子交换色谱和凝胶渗透色谱对粗多糖进行纯化,最终获得褐藻糖胶(Fuc-SC)。
  2. 成分分析

    • 采用酚硫酸法测定糖含量,BCA蛋白测定试剂盒测定蛋白质含量,氯化钡-明胶浊度法测定硫酸盐含量。
    • 通过高效液相色谱(HPLC)分析单糖组成,确定Fuc-SC的主要单糖为岩藻糖(65.94%),并含有少量葡萄糖、半乳糖和葡萄糖胺。
  3. 结构分析

    • 通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、核磁共振(NMR)和甲基化分析,确定Fuc-SC的结构为→3)-α-L-Fucp-(1 → 4)-α-L-Fucp-(1→交替连接的主链,硫酸基团位于→3)-α-L-Fucp-(1→的C-4位和→4)-α-L-Fucp-(1→的C-2或C-3位,并含有岩藻糖、半乳糖和葡萄糖的支链。
  4. 理化性质分析

    • 使用原子力显微镜(AFM)和扫描电子显微镜(SEM)观察Fuc-SC的表面形态,发现其呈不规则线性链状和多孔片状结构。
    • 通过差示扫描量热法(DSC)和流变学分析,评估Fuc-SC的热稳定性和粘度特性,发现其在30–200°C范围内具有优异的热稳定性,且粘度随浓度增加而增加,随温度升高而降低。
  5. 抗氧化能力测试

    • 使用ABTS、DPPH和总抗氧化能力(T-AOC)试剂盒,评估Fuc-SC的体外抗氧化能力,发现其抗氧化能力显著高于从海带中提取的褐藻糖胶(Fuc-LJ)。
  6. 抗菌实验

    • 通过抑菌圈实验、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)观察Fuc-SC对幽门螺杆菌(HP SS1)的抑制作用,发现Fuc-SC显著破坏细菌结构并抑制生物膜形成。
    • 通过荧光染色和细胞膜通透性实验,进一步验证Fuc-SC对细菌的杀伤作用。
  7. 细胞保护实验

    • 建立HP SS1感染的GES-1细胞模型,评估Fuc-SC对细胞的保护作用,发现其显著降低细胞内活性氧(ROS)水平,抑制细胞凋亡,并保护线粒体免受损伤。

主要结果

  1. 结构分析:Fuc-SC具有独特的支链结构和硫酸化模式,硫酸基团位于C-4位和C-2/C-3位,这种结构可能增强其生物活性。
  2. 理化性质:Fuc-SC具有优异的热稳定性和流变学特性,适合在食品和医药领域应用。
  3. 抗氧化能力:Fuc-SC的抗氧化能力显著高于Fuc-LJ,表明其具有更强的自由基清除能力。
  4. 抗菌作用:Fuc-SC显著抑制HP SS1的生长,破坏细菌结构,抑制生物膜形成,并通过降低尿素酶活性减少细菌粘附。
  5. 细胞保护作用:Fuc-SC保护GES-1细胞免受HP SS1诱导的氧化应激和细胞凋亡,减少线粒体损伤。

结论

本研究首次从海参烹饪液中提取并鉴定了具有独特支链结构的褐藻糖胶(Fuc-SC),并证实其在抗菌和抗氧化方面的显著效果。Fuc-SC不仅具有开发为功能性食品和药物的潜力,还为解决幽门螺杆菌感染问题提供了新的非抗生素疗法。

研究亮点

  1. 结构新颖性:Fuc-SC的支链结构和硫酸化模式在褐藻糖胶中较为罕见,为其生物活性提供了结构基础。
  2. 多功能性:Fuc-SC同时具备抗菌、抗氧化和细胞保护作用,展现了其在多领域的应用潜力。
  3. 环保与经济价值:利用海参烹饪液提取褐藻糖胶,不仅减少了资源浪费,还为海洋废弃物的高值化利用提供了新思路。

其他价值

该研究为开发新型抗幽门螺杆菌药物和功能性食品提供了科学依据,同时也为海洋生物资源的综合利用开辟了新的研究方向。

上述解读依据用户上传的学术文献,如有不准确或可能侵权之处请联系本站站长:admin@fmread.com