FSHW | 金银花多糖的结构特征、抗炎活性及其构效关系

健康   2024-11-06 17:42   北京  
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Introduction
金银花,药食两用,具有多种生物活性,前期研究主要集中于金银花多酚等次级代谢产物,对金银花多糖的深入研究较少。山东农业大学食品科学与工程学院郑振佳副教授等通过分离纯化得到三种银花多糖,通过单糖组成分析、甲基化分析和核磁共振等技术解析了抗炎活性最高的金银花多糖结构。研究结果阐述了金银花多糖结构与功能之间的构效关系,为金银花在功能性食品开发中的应用提供了支持。

Results and Discussion

通过DEAE-52分离纯化得到三种多糖组分,包括中性多糖(LJP-1)和酸性多糖(LJP-2和LJP-3)。三种多糖在单糖组成、分子量分布、糖苷键模式和形态特征上存在差异。LJP-1、LJP-2和LJP-3的分子量分别为153 kDa、63.54 kDa和27.52 kDa;LJP-1主要含有阿拉伯糖、葡萄糖和半乳糖,摩尔比为43.57:26.97:21.61,LJP-2主要由葡萄糖、半乳糖醛酸、半乳糖和阿拉伯糖组成,摩尔比为33.49:15.37:10.02:9.18,LJP-3主要由葡萄糖、核糖和半乳糖组成;红外光谱显示LJP-1和LJP-2存在α构型和β构型糖苷键。

图1  金银花多糖的分离纯化及结构表征

图2  金银花多糖对炎症相关转录因子(p-IκBα)和炎症蛋白质(iNOS和COX-2)表达的影响

图3  金银花多糖对斑马鱼巨噬细胞迁移的影响

细胞实验结果表明,三种金银花多糖可以减少NO产生,抑制TNF-α、IL-6和IL-β等炎症细胞因子的分泌,并呈现剂量依赖性。同时,对NF-κB/MAPK信号通路中相关炎症蛋白的表达也具有不同程度的抑制作用。斑马鱼实验结果表明,三种金银花多糖可以减少斑马鱼巨噬细胞的迁移,并抑制MAPK和NF-κB信号通路的激活,下调转录因子、炎症蛋白和炎症细胞因子的表达量、有效改善CuSO4诱导的炎症。

图4  LJP-2的核磁共振光谱

结合甲基化分析和核磁共振光谱对抗炎活性最强的多糖组分LJP-2进行糖苷键分析,推测LJP-2的主链结构主要由→5)-α-L-Araf(1→、→4)-α-L-GalpA (1→、→2)-α-L-Rhap (1→、T-β-D-Glcp残基组成。

Conclusion

本研究以金银花为原料,制备了三种纯化的金银花多糖,三种多糖通过减少NO的产生,抑制NF-κB/MAPK信号通路中炎症相关转录因子、相关功能蛋白和细胞因子的过度表达发挥抗炎作用。LJP-2在400 μg/mL时具有最佳的抗炎作用,推测LJP-2主要由→5)-α-L-Araf(1→、→4)-α-L-GalpA(1→、→2)-α-L-Rhap(1→、T-β-D-Glcp残基组成。研究结果证实了金银花多糖的结构与抗炎活性之间的关联,为功能性食品和保健产品的开发提供了指导。
第一作者

刘宇,男,山东农业大学2020级硕士研究生,研究方向为农产品加工与贮藏工程,以第一作者发表SCI论文2篇,中文核心1篇。

通信作者

郑振佳,山东农业大学食品科学与工程学院副教授,博士生导师。研究方向为果蔬加工、天然产物化学与农业标准化。山东省重点扶持区域引进急需紧缺人才,中国食品科学技术学会第三届青委会委员,山东省食品科学技术学会副秘书长,《食品工业科技》和Agriculture Communications青年编委。主持国家重点研发计划子课题等20项,主持研制阿卡波糖等6项国家标准,以第一或通讯作者在Journal of Agricultural and Food Chemistry等杂志发表论文60余篇,首位获中国商业联合会科学技术奖二等奖等4项。


Three anti-inflammatory polysaccharides from Lonicera japonica Thunb.: insights into the structure-function relationships


Yu Liua,1, Hongjing Dongb,1, Dongxiao Sun-Waterhousec, Wenwen Lia, Bin Zhanga, Jinqian Yub, Zhichang Qiua,*, Zhenjia Zhenga,*

a Key Laboratory of Food Nutrition and Health in Universities of Shandong, College of Food Science and Engineering, Shandong Agricultural University, Tai’an 271018, China

b Key Laboratory for Applied Technology of Sophisticated Analytical Instruments of Shandong Province, Shandong Analysis and Test Center, Qilu University of Technology (Shandong Academy of Sciences), Jinan 250014, China

School of Chemical Sciences, The University of Auckland, Private Bag 92019, New Zealand

1 Both authors contributed equally.

*Corresponding author.

Abstract

This study demonstrates the feasibility of producing three polysaccharides (neutral LJP -1, acidic LJP-2 and acidic LJP-3) with significant in vitro and in vivo anti-inflammatory activities from the flowers of Lonicera japonica. The three polysaccharides differed in chemical composition, molecular weight (Mw) distribution, glycosidic linkage pattern, functional groups and morphology. They exhibited excellent protective effects (in a dose-dependent manner) in lipopolysaccharide-injured RAW264.7 macrophages and CuSO4-damaged zebrafish via reducing NO production and inhibiting the overexpressions of inflammation-related transcription factors, inflammatory proteins and cytokines in the NF-κB/MAPK signaling pathways. Their anti-inflammatory effects varied owing to their different molecular characteristics and chemical compositions. Overall, LJP-2 at 400 μg/mL was the most effective. LJP-2 consisted mainly of →5)-α-L-Araf (1→, →4)-α-L-GalpA (1→ and →2)-α-L-Rhap (1→ residues with terminal T-β-D-Glcp. Thus, honeysuckle flowers are good sources of anti-inflammatory polysaccharides, and precise fractionation enables the production of potent anti-inflammatory agents for the development of functional foods and healthcare products.  

Reference:

LIU Y, DONG H J, SUN-WATERHOUSE D X, et al. Three anti-inflammatory polysaccharides from Lonicera japonica Thunb.: insights into the structure-function relationships[J]. Food Science and Human Wellness, 2024, 13(4): 2197-2207. DOI:10.26599/FSHW.2022.9250183.

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本文编译内容由作者提供
编辑:梁安琪;责任编辑:孙勇
封面图片来源:图虫创意




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