硒是人体必需的微量元素,硒严重缺乏将导致一系列健康问题。无机硒(如亚硒酸钠)虽有补硒潜力,但高毒性与低生物利用率限制了其应用。有机硒化多糖通过将无机硒与生物大分子多糖结合,兼具安全性与高效性。蕨菜(Pteridium aquilinum)资源丰富,其多糖因具有抗氧化、免疫调节、抗炎等生物活性备受关注。
近日,皖西学院安徽省中药质量评价与品质提升重点实验室研究人员开展天然多糖硒化修饰研究中,成功地将蕨菜多糖(PAP)通过硒化修饰进行功能强化,并系统地证明了修饰后的产物具有更强的抗氧化、α-葡萄糖苷酶抑制及免疫调节能力,为蕨菜资源的高值化利用提供了新途径(图1)。
图1.论文研究技术路线
采用构建的硒化方法制备的蕨菜硒多糖SePAP1、SePAP2,硒含量分别高达7035.48±148.497、13505.26±103.138μg/g,紫外光谱(UV–vis)、红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)等材料表征分析表明硒成功耦合到多糖分子上。与未硒化的PAP相比,SePAP1、SePAP2表现出显著增强的抗氧化能力、免疫增强活性和α-葡萄糖苷酶抑制活性,Se含量与多数活性之间存在正相关关系。PAP和SePAP1、SePAP2均通过混合抑制模式抑制α-葡萄糖苷酶活性。PAP采用动态淬灭方式淬灭了α-葡萄糖苷酶的荧光,而SePAP1、SePAP2则表现出混合淬灭机制。蛋白质印迹结果表明SePAP1、SePAP2在RAW264.7细胞中增强的免疫调节作用与参与MAPK和NF-κB通路激活的ERK1/2、JNK、p38和p65磷酸化水平升高有关。未来可通过优化硒化位点进一步提升其生物活性。
为了指导准确应用,研究团队进一步将SePAP1、SePAP2截留成不同分子量的三个组分,分子量低的组分表现出更强的抗氧化特性,而分子量高的组分则表现出更优异的免疫调节和α-葡萄糖苷酶抑制活性,提示分子量不同的硒化多糖活性可能存在差异。蕨菜多糖的硒化修饰研究展示了天然产物改性的巨大潜力,硒化后的多糖有望被开发成一种健康的硒补充剂。
上述研究以李姣博士为第一作者、研究生曹皖雪为共同第一作者、陈乃东为通讯作者,在International Journal of Biological Macromolecules(中科院TOP期刊,IF=8.5)上发表。该研究得到安徽省中药质量评价与品质提升科研创新团队项目(2022AH010090)、安徽省教育厅自然科学研究重点项目(2024AH051998)、皖西学院高层次人才启动项目(WGKQ2022024)等资助。
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