泡叶藻聚糖强免疫刺激活性低分子量降解片段结构和分子修饰的研究

批准号:
31501441
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
20.0 万元
负责人:
姜泽东
依托单位:
学科分类:
C2002.食品生物化学
结题年份:
2018
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
王力、李健、蔡薇、韦敬柳乙、宋田源、张珍珍
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中文摘要
多糖结构和生物活性间的相互关系是影响多糖在食品领域中开发应用的关键科学问题之一。海藻是食品活性多糖的重要来源。泡叶藻聚糖是一种具有强免疫刺激活性的新型海藻多糖,但该多糖分子量大且结构复杂,限制了对其进行深入研究及开发利用。针对该问题,本项目在前期纯化泡叶藻聚糖及深入研究其生物活性的基础上,拟制备泡叶藻聚糖低分子量降解产物,纯化获得具有强免疫活性的低分子量片段,解析其基本结构,并研究硫酸化、磷酸化、乙酰化、羧甲基化等修饰对其免疫刺激活性的影响。本项目的实施预期可明确泡叶藻聚糖的强免疫刺激活性低分子量降解片段的基本结构特征,阐明常见的多糖修饰反应对其免疫刺激活性的影响。这些预期成果不仅可为泡叶藻聚糖的开发和利用提供理论基础,也可为其他海藻多糖的生物活性与结构关系研究提供参考。
英文摘要
The relationships between the structural characteristics and biological activities of polysaccharides are one of key scientific issues in the basic research field of food science, which affect the development and application of polysaccharides in food industry. Seaweeds are important source of polysaccharides with numerous biological activities in food industry. Ascophyllan is a novel sulfated polysaccharide derived from brown alga Ascophyllum nodosum. Our previous studies revealed that ascophyllan possesses potent immunostimulatory activities and seems to be a valuable polysaccharide, which can be developed to functional foods. However, the further development and utilization of ascophyllan is limited due to its large molecule weight (390 kDa) with complex structural characteristics. Based on our previous studies, in this project, we intend to prepare and purify low-molecule-weight degraded fragments with potent immunostimulatory activities (LMWA) from ascophyllan, and clarify the structural characteristics of LMWA. Meanwhile, we aim to reveal the effects of some common chemical modification reactions on the immunostimulatory activities of LMWA, including sulfation, phosphorylation, acetylation, and carboxyl methylation. The implementation of our project will be expected to demonstrate the structural characteristics of LMWA, which possess potent immunostimulatory activities, and further clarify the effects of common modification reactions on the immunostimulatory activities of LMWA. The expected achievements of our study can provide not only the theoretical basis for the development and the application of ascophyllan in food industry, but also some basic information for the study on the structure-activity relationships of other algae polysaccharides.
泡叶藻聚糖具有强免疫刺激活性,在食品和生物医药领域有较高的应用价值。但是,天然泡叶藻聚糖分子量大(390.0 kDa)且结构复杂,限制了对其精细结构解析和构效关系研究。另外,高分子多糖的生物利用度较低,限制其在食品领域的开发和应用。本项目采用常见的化学降解法和酶(褐藻胶裂解酶、纤维素酶、木聚糖酶和果胶酶)降解法对泡叶藻聚糖进行降解,利用超滤法和凝胶过滤层析法对降解产物中低分子量多糖片段进行分离纯化,采用HPSEC测定其分子量,通过小鼠巨噬细胞RAW264.7细胞模型分析低分子量多糖片段的体外免疫刺激活性,制备出4个具有强效免疫刺激活性的低分子量降解片段As-HCl、As-H2O2、As-A和As-C,其分子量分别为3.7、3.2、3.5和2.5 kDa。利用GC-MS和化学方法分析低分子量降解片段的单糖组成和化学组成,比较化学降解法和酶法降解工艺制备低分子量降解片段的化学组成和免疫刺激活性,发现酶法降解制备的低分子量降解片段化学组成和活性稳定,实验重复性好,且通过褐藻胶裂解酶降解制备的低分子量降解片段As-A得率最高。利用甲基化、高碘酸氧化-smith降解等方法分析As-A的糖苷键类型和连接方式,利用1D和2D核磁共振解析As-A的基本结构,表明As-A中单糖残基主要通过→2)-α-D-ManpA-(1→2)-α-D-GlcpA-(1→;→2, 3)-α-D-Galp-(1→2)-α-D-Glcp-(1→;→2)-α-D-GlcpA-(1→4)-β-D-Xylp-(1→;→2)-α-D-GlcpA-(1→2)-α-D-Glcp-(1→;→2)-α-D-GlcpA-(1→3)-α-L-Fucp-(1→五个重复单元构成链状结构。采用化学修饰的方法对As-A进行修饰,分离纯化获得含不同修饰基团的修饰产物,利用RAW264.7细胞模型对其免疫刺激活性进行分析,表明分子修饰有可能导致其高级结构改变,从而导致其免疫刺激活性显著降低。进一步研究表明As-A主要通过与细胞膜受体TLR2和CD14结合通过NF-kB、JNK MAPK和p38 MAPK信号通路诱导RAW264.7细胞活化,且取代基团种类和取代度对As-A与免疫刺激活性相关的细胞内信号传导通路无显著影响。本项目的研究成果不仅可为泡叶藻聚糖的开发和利用提供理论基础,也可为其他海藻多糖的生物活性与结构关系研究提供参考。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:--
发表时间:2016
期刊:集美大学学报( 自然科学版)
影响因子:--
作者:王萍萍;倪辉;姜泽东;杨远帆;朱艳冰;肖安风;李利君;杜希萍;陈峰
通讯作者:陈峰
DOI:10.12034/j.issn.1009-606x.217355
发表时间:2018
期刊:过程工程学报
影响因子:--
作者:鲍青云;韦敬柳乙;姜泽东;余刚;黄高凌;朱艳冰;肖安风;倪辉;李清彪
通讯作者:李清彪
Suppressive effect of ascophyllan HS on postprandial blood sugar level through the inhibition of α-glucosidase and stimulation of glucagon-like peptide-1 (GLP-1) secretion
泡叶素 HS 通过抑制α-葡萄糖苷酶和刺激胰高血糖素样肽-1 (GLP-1) 分泌对餐后血糖水平的抑制作用
DOI:10.1016/j.ijbiomac.2018.12.084
发表时间:2018
期刊:International Journal of Biological Macromolecules
影响因子:8.2
作者:Takasi Okimura;Zedong Jiang;Yan Liang;Kenichi Yamaguchi;Tatsuya Oda
通讯作者:Tatsuya Oda
DOI:10.12034/j.issn.1009-606X.217355.
发表时间:2018
期刊:过程工程学报
影响因子:--
作者:鲍青云;韦敬柳乙;姜泽东;余刚;黄高凌;朱艳冰;肖安风;倪辉;李清彪
通讯作者:李清彪
DOI:https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2018.12.084
发表时间:2018
期刊:International Journal of Biological Macromolecules
影响因子:8.2
作者:Takasi Okimura;Zedong Jiang;Yan Liang;Kenichi Yamaguchi;Tatsuya Oda
通讯作者:Tatsuya Oda
基于体外模拟评价的琼脂和卡拉胶调控肠道稳态机制研究
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:54万元
- 批准年份:2022
- 负责人:姜泽东
- 依托单位:
基于组学和体外模型研究红毛藻多糖在肠道中酵解动态及对肠道细胞屏障的影响
- 批准号:31972081
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:58.0万元
- 批准年份:2019
- 负责人:姜泽东
- 依托单位:
国内基金
海外基金
