广西大学滕建文教授团队Food Bioscience重要成果

学术   2024-10-12 07:41   湖北  

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利用产生β-Glucosidase的乳酸杆菌发酵增强百香果果皮中多酚对α-Amylase和α-Glucosidase的抑制活性

导  读

2024年9月,广西大学滕建文教授团队在国际食品Top期刊《Food Bioscience》(Q1,CiteScore: 6.4)发表题为“Enhancing the inhibitory activities of polyphenols in passion fruit peel on α-Amylase and α-Glucosidase via β-Glucosidase-producing Lactobacillus fermentation”的研究性论文。博士研究生唐富豪为第一作者,通讯作者为广西大学轻工与食品工程学院滕建文教授。

百香果果皮中含有多种酚类化合物,在体外具有抑制α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶的活性。然而,结合态和糖基化形式阻碍了它们的活性表达。本文将产生β-葡萄糖苷酶的乳酸菌接种到百香果皮中进行靶向代谢。结果表明,结合多酚的释放和游离多酚的增加与β-葡萄糖苷酶活性显著相关。多酚提取物抑制α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶活性的能力明显增强,且与游离多酚的含量密切相关(r =-0.96和-0.88,P<0.001)。通过OPLS模型、皮尔逊相关性和分子对接三种方法,筛选确定了38种具有双重潜在抑制活性的酚类化合物。此外,首次发现了22种α-葡萄糖苷酶抑制剂和24种α-淀粉酶抑制剂。各种抑制剂(包括酚酸、黄酮和黄酮醇)的含量在发酵后都有所增加。14种糖基化多酚的总含量在48小时后降至28.38%,与总苷元含量的变化相反。分子对接表明,糖基化多酚通过氢键和范德华力与β-葡萄糖苷酶结合。构效关系表明,槲皮素C-3位上的糖基取代基未改变其与β-葡萄糖苷酶的结合位点。这项研究提出了靶向发酵转化以提高天然产品功能活性的加工路线。



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研究亮点

  • 乳酸菌发酵增强了多酚转化及对α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶的抑制活性。

  • 这种作用取决于β-葡萄糖苷酶的活性。

  • 筛选出38种具有双重潜在酶抑制活性的多酚。

  • 14种糖基化多酚的总含量降低。

  • 分子对接分析了糖基化多酚与β-葡萄糖苷酶的结合机制。


图文赏析

Fig 1. Changes in fermentation indices and polyphenol content of PFPP during βG-producing Lactobacillus fermentation

Fig 2. (A, B) Inhibition activity on αG and αA of PFPP extracts during fermentation; (C) Correlation of fermentation indexes and inhibitory activities in the first 16 h of fermentation

Fig 3. (A and B) Cluster analysis of free and bound forms of polyphenol fractions during fermentation of strains G1 and NP; (C and D) Semi-quantitative results of the main classification of each phenolic compound during fermentation

Fig 4. The peak areas of phenolic compounds were used as X variables, and the IC50 values of phenolic extracts for αG and αA were used as Y variables. VIP values obtained from OPLS analysis (A), pearson correlation coefficients (B and C, 0.05 level), and molecular docking binding energies of phenolic compounds with αG and αA (D).

Fig 5 Binding mechanism of quercetin substituted with different glycosyl groups to β-Glucosidas

原文链接

https://doi.org/10.1016/j.fbio.2024.105005

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