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芳香酸酰化甜菜苷衍生物结合机制及其对晚期糖基化末端产物的调控作用

批准号:
22078112
项目类别:
面上项目
资助金额:
63.0 万元
负责人:
赵振刚
依托单位:
学科分类:
农业与食品化工
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
赵振刚

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
甜菜苷类色素是石竹木植物中广泛存在的一类水溶性天然色素,具有生物活性功能,是一种潜在的AGEs抑制剂。但由于甜菜苷稳定性差、脂溶性低,使其不易透过生物膜,生物利用度低,限制了其在医药食品中的应用。因此,项目拟以甜菜中甜菜苷为研究对象,以较强活性的甜菜苷为模式化合物,利用芳香酸作为酰基供体,酶催化酰化对其进行定向修饰。通过酶筛选、反应体系的选择及反应条件的优化,建立高效、高区域选择性的甜菜苷生物催化反应体系;对比研究甜菜苷及其酰化产物的稳定性和抗氧化活性,阐明修饰基团、取代位置及取代度对甜菜苷活性的影响规律;探讨获得的显效活性酰化衍生物对羧甲基赖氨酸的作用机制及其在“氧化应激-AGEs”的调控作用,为天然甜菜苷的结构衍生化开辟新的研究思路和方法。
英文摘要
Betanins in plants are water-soluble pigments exhibiting bioactive, which are a potent inhibitors of AGEs. However, the application of betanin to functional foods and its pharmaceutical formula is usually hindered because of its poor stability and low bioavailability. The main research objects of this subject are betanins and their derivatives from sugar beet. Betanins, which have high antioxidant will be synthesized through enzymatic acylation reactions in non-aqueous solvents with phenolic acids as acyl donors. A highly efficient and regioselective biocatalysis system will be established by selection of enzyme and reaction system and optimization of reaction conditions. In order to discover the effect of modified group, acylation and degree of substitution on betanins activity, Stability and antioxidant activity of betanins and their derivatives are studied. Prominent lead compounds are obtained by acylation modification, and to further explicit mechanism of inhibition of Nε-(carboxymethyl)lysine formation and its role in "oxidative stress-AGEs". This project would provide new approach for the structural modification of betanins.
甜菜苷是从甜菜根中提取的一类水溶性天然色素,具有显著的生物活性功能,是潜在的晚期糖基化终产物(AGEs)抑制剂。然而,由于甜菜苷稳定性差、脂溶性低,导致其在食品、医药等领域的生物利用度有限,应用受到制约。本项目以甜菜苷为模式化合物,基于酶催化修饰技术,通过筛选不同芳香酸作为酰基供体,系统研究酶催化酰化反应对甜菜苷结构及功能特性的影响,建立了高效、高选择性的甜菜苷酶法修饰体系,并探讨其衍生物的稳定性、抗氧化性及对AGEs生成的抑制机制。.在理论层面,本项目优化了酶催化体系,通过筛选脂肪酶类型(固定化南极假丝酵母脂肪酶、米黑根毛霉脂肪酶、嗜热丝孢菌脂肪酶等)、反应体系(有机溶剂体系、离子液体体系)及反应条件(底物浓度、反应温度、时间等),实现了甜菜苷的高效酰化修饰。研究结果表明,不同芳香酸酰基供体(如阿魏酸、香豆酸、咖啡酸等)在甜菜苷的不同位点发生选择性酰化,显著提高了产物的亲脂性和稳定性,同时增强了其抗氧化能力。酰化修饰后,甜菜苷的热稳定性、pH稳定性和抗氧化活性均有显著提升,其中酰化甜菜苷在高温(80°C)条件下的保存率达到33.63%,远高于未经修饰的甜菜苷(不足10%)。.在功能研究方面,项目深入探讨了甜菜苷及其酰化衍生物对AGEs生成的抑制作用及其分子机制。通过牛血清白蛋白(BSA)与糖类或AGEs前体物(如MGO和GO)的模拟反应体系,研究了酰化甜菜苷对糖基化反应的抑制效果。结果显示,酰化衍生物不仅能够有效捕捉MGO和GO等AGEs前体物质,还能显著减少BSA糖基化过程中二级结构的变化,从而降低AGEs的生成。此外,细胞实验结果表明,酰化甜菜苷在胰岛β细胞模型中表现出良好的抗氧化及细胞保护作用,能够通过调节氧化应激相关基因的表达,改善细胞活力并减少细胞凋亡。.本项目的研究不仅丰富了甜菜苷结构修饰及功能研究的理论体系,同时在技术应用层面取得了重要进展。研究成果揭示了甜菜苷酰基化修饰对其生物活性及稳定性的显著提升,为天然甜菜苷的结构衍生化、功能食品开发及高值化利用提供了新的研究思路和技术支撑。本项目已发表SCI一区论文14篇,申请国家发明专利6项;已获授权国家发明专利4项,并初步实现了部分研究成果在食品工业中的转化应用,对推动甜菜制糖行业绿色发展和天然色素产业的技术升级具有重要意义。
脂溶性酚苷衍生物的绿色制备及其增强肠道吸收特性研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    15.0万元
  • 批准年份:
    2024
  • 负责人:
    赵振刚
  • 依托单位:
基于甘蔗酚酸内源因子非酶褐变生色机制研究
  • 批准号:
    31301506
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    27.0万元
  • 批准年份:
    2013
  • 负责人:
    赵振刚
  • 依托单位:
国内基金
海外基金