裂解多糖单加氧酶高效催化的研究进展

裂解多糖单加氧酶(lytic polysaccharide monooxygenases,LPMOs)是一类新发现的铜离子依赖性的氧化酶,常具有多种模块化组合,能够高效氧化降解生物质多糖.LPMOs的催化结构域为β三明治结构,活性中心含有一个铜离子.该酶的催化反应过程相对于糖苷水解酶类更加复杂,LPMOs结合底物后,首先要接受电子供体提供的电子,通过电子传递链传递给活性中心的Cu[Ⅱ],将其还原为Cu[Ⅰ],Cu[Ⅰ]结合并活化分子氧后,再氧化降解多糖链的糖苷键,生成氧化产物和非氧化产物.近年来的研究表明,在木质纤维素降解酶系中加入LPMOs能显著提高其对结晶纤维素的转化效率,因此LPMOs相关研究的深入开展可以拓展人们对其高效降解机制的认识,从而为高效降解酶系的复配以降低工业规模的生产成本等提供理论指导.本文综述了该领域相关研究的最新进展,分析了LPMOs潜在的研究方向与工业化应用的前景.     

绣球菌多糖表征及其抗氧化和免疫活性

提取纯化绣球菌多糖(Sparassis latifolia polysaccharides,SCPs),研究其表征和功能活性,探索绣球菌多糖表征与其抗氧化及免疫活性之间的关系。以绣球菌子实体为原料,采用聚能超声波辅助水提醇沉法提取绣球菌多糖,经DEAE-52、SephadexG-100纯化,用高效凝胶渗透色谱法、离子色谱法、傅里叶红外色谱法、扫描电镜、原子力显微镜对绣球菌多糖进行初步表征,检测绣球菌多糖清除DPPH、·OH、O2^-·自由基能力以及总还原力,用MTT法检测绣球菌多糖对巨噬细胞RAW264.7增殖的影响。结果表明,SCPs分子量范围为215Da–393kDa,由葡萄糖、甘露糖、半乳糖、木糖、果糖构成,摩尔比13:4:1:2:3,其表观形貌为簇状堆积,交织,结构规律性不强,表面光滑,呈一定的网络状结构,分子呈现链状构象,具有高度的分支结构,链间形成小环且伴随一定的球形颗粒。SCPs具有一定的还原能力和清除DPPH、·OH、O2^-·自由基的能力,且能够促进巨噬细胞RAW264.7的增殖。绣球菌多糖的抗氧化及免疫活性可能与其分子量、单糖组成、糖链分支及分子构象有关。     

正交-满意度函数优化灵芝多糖及三萜共提取条件及其清除自由基活性

灵芝Ganoderma lingzhi是我国的一种著名珍稀药用真菌,多糖及三萜类化合物是其主要活性成分提。取乙时醇间水4h溶和液料为液提比取1:剂40,,以多灵糖芝和多三糖萜及的三提萜取提率取分率别为达响到应1值.13,=%正?和交k0-.4满6意%。度优函化数条优件化下乙提醇取含的量多、糖提和取三温萜,前者DPPH自由基清除活性高于热水法提取多糖,后者与乙醇浸提法提取三萜有相近的DPPH自由基清除活性。     

利用扁桃斑鸠菊叶发酵高产粗毛纤孔菌胞外多糖的条件优化及其抗氧化活性研究

粗毛纤孔菌胞外多糖是粗毛纤孔菌液体发酵的重要活性代谢产物,但采用常规的发酵方法,粗毛纤孔菌胞外多糖的产量较低。为更好地获取粗毛纤孔菌胞外多糖,本文采用双向液体发酵的方法,通过向发酵培养基中添加适量的扁桃斑鸠菊叶粉末,来提高粗毛纤孔菌胞外多糖的产量,并对优化得到的胞外多糖抗氧化活性进行了研究。以发酵液中胞外多糖含量为指标,采用单因素实验和正交实验优化发酵条件;采用红外光谱对胞外多糖的结构特征进行分析;通过测定胞外多糖对ABTS、DPPH和羟基自由基的清除率来了解其抗氧化活性。结果表明,最优发酵条件为:扁桃斑鸠菊叶粉末添加量0.5g/L、发酵时间10d、pH 6.5、接种量5.0mL,在此条件下,粗毛纤孔菌胞外多糖的产量达到(2.34±0.25)mg/mL,与未添加扁桃斑鸠菊叶的空白组相比,其胞外多糖产量提高了约216.22%;红外分析与抗氧化活性实验结果表明,添加扁桃斑鸠菊叶后的胞外多糖与未添加扁桃斑鸠菊叶的胞外多糖红外主要吸收峰一致,并且对ABTS、DPPH以及羟基自由基清除能力相近。本研究结果表明扁桃斑鸠菊叶能够有效地提高粗毛纤孔菌胞外多糖的产量,为其他珍稀食药用菌胞外多糖的高效生产提供了新思路。     

嗜热革节孢多糖单加氧酶氧化方式

多糖单加氧酶(polysaccharidemonooxygenase,PMO)是一种铜离子依赖的氧化酶,属于辅助活性酶类第九家族(auxiliary activity 9,AA9),在存在电子供体维生素C(vitamin C,Vc)的情况下,可以氧化裂解纤维素的多糖链,显著提高纤维素的酶解效率。本文克隆了嗜热革节孢Scytalidium thermophilumAA9家族的一个编码基因pmo7651,并在毕赤酵母GS115进行诱导表达,通过His标签获得了重组蛋白PMO7651-His。以磷酸膨胀纤维素(PASC)为底物进行酶促反应,薄层层析法(TLC)结果显示PMO7651酶解产物主要为纤维二糖至纤维五糖;飞行时间质谱法(MALDI-TOF-MS)和溴氧化法确定PMO7651具有C1、C4、C6位的氧化活性;底物结合平面的3个芳香族氨基酸位点突变对酶的活性具有不同程度的影响;在PMO7651帮助下,纤维素酶的降解效率均具有不同程度的提高。     

微波法和超声波法提取绿穗苋多糖响应面优化研究

绿穗苋是一种药食兼用作物,其中多糖成份具有很高的药食价值。本研究以绿穗苋地上部分为材料,以微波和超声波两种方法对绿穗苋多糖进行提取,并通过响应面分析法对提取进行优化,确定最佳工艺,通过水提醇沉的方法得到绿穗苋粗多糖。综合比较两种提取工艺,提取效果最佳工艺为微波提取法。其条件为:提取时间41.42 min,提取功率211.65 W,料液比1:33.338 (g/mL),实际得率为13.25%。该研究结果促进绿穗苋资源的有效利用,为绿穗苋多糖的提取工艺及产品的开发利用提供理论依据。     

枸杞多糖抑制SMMC-7721肝癌细胞的VEGF表达、迁移与侵袭

目的研究枸杞多糖(lycium barbarum polysaccharide,LBP)对SMMC-7721肝癌细胞迁移、侵袭影响的机制。方法运用MTT法检肝癌细胞SMMC-7721的增殖率,Transwell检测细胞的迁移力和侵袭力,应用血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)小分子干扰RNA沉默VEGF表达,转染pcDNA 3.1-VEGF过表达VEGF,Western blot和qRT-PCR检测VEGF、MMP-2和MMP-9表达。结果 LBP(100、200、400μg/ml)处理可抑制SMMC-7721细胞的增殖、迁移和侵袭,并抑制MMP-2、MMP-9和VEGF表达;沉默VEGF可降低SMMC-7721细胞迁移、侵袭相关蛋白MMP-2和MMP-9水平,过表达VEGF可逆转LBP对SMMC-7721细胞迁移和侵袭相关蛋白MMP-2和MMP-9水平的抑制作用。结论枸杞多糖可抑制肝癌细胞的迁移和侵袭,其机制可能与直接抑制VEGF有关。     

蔓茎堇菜和柔毛堇菜多糖的抑菌抗氧化活性

利用乙醇沉淀法提取蔓茎堇菜Viola diffusa和柔毛堇菜V.principis多糖并分别进行抑菌及抗氧化试验。结果表明,蔓茎堇菜和柔毛堇菜多糖提取率分别为7.0%和8.3%。不同倍数体积无水乙醇沉淀提取的多糖抑菌和抗氧化能力不同。抑菌效果显示,蔓茎堇菜多糖对大肠杆菌和枯草芽孢杆菌的抑菌圈分别可达8.46mm和8.59mm,柔毛堇菜对大肠杆菌和枯草芽孢杆菌的抑菌圈均可达9.13mm,但两种堇菜多糖对黑曲霉和啤酒酵母未呈现抑制活性;抗氧化研究发现,蔓茎堇菜多糖抗氧化活性为243.64U·mL^-1,柔毛堇菜多糖抗氧化活性为411.78U·mL^-1。由此可见,无论是抑菌还是抗氧化活性方面,柔毛堇菜极显著优于蔓茎堇菜(P<0.01)。蔓茎堇菜和柔毛堇菜多糖都具有一定的抑菌抗氧化活性,均可作为食药两用植物资源进行开发利用。     

海藻多糖的单糖组成对体外抗氧化活性的影响

比较广西北部湾石莼(Ulva lactuca L.)、海带(Laminaria japonica)、裙带菜(Undaria pinnatifida Surin-gar)、紫菜(Porphyra)的单糖组成及抗氧化活性的差异,揭示多糖结构与其体外抗氧化活性的关系。利用PMP柱前衍生化HPLC分析海藻多糖的单糖组成,采用羟自由基清除试验、超氧阴离子自由基清除试验及DPPH自由基清除试验指征其体外抗氧化活性,结果表明,4种海藻多糖的单糖组成在主成分空间分布离散,石莼及紫菜主要由葡萄糖组成,海带主要由甘露糖组成,裙带菜则主要由半乳糖组成;其体外抗氧化活性存在显著差异,裙带菜多糖对DPPH的清除能力(半抑制浓度IC₅₀值为0. 56±0. 02 mg/mL)显著高于其他3种海藻多糖;石莼、裙带菜与海带对羟自由基均有较强的清除活性,而紫菜多糖对羟自由基的清除能力较差(IC₅₀值为26. 59±0. 98mg/mL);石莼与裙带菜对超氧阴离子的清除活性较强,显著高于海带与紫菜,其中石莼显著高于裙带菜,IC₅₀值分别为1. 61±0. 17、2. 73±0. 06 mg/mL。相关性分析及冗余分析结果表明,对抗氧化活性影响较为显著的因子为葡萄糖(Glc)、核糖(Rib)、木糖(Xyl)(P <0. 01)。     

枸杞多糖调控口蹄疫重组腺病毒疫苗诱导DC及T细胞亚群的研究

近年来,随着许多病毒性疾病的发展,社会对于新型疫苗的研发迫在眉睫。与传统疫苗相比,新型疫苗具有安全可靠的优点,但其免疫原性较弱的特点也十分突出,因此,研究出安全稳定有效的免疫调节剂来增强疫苗的免疫效果成为研究学者们共同的关注点。枸杞是传统的名贵补益中药,枸杞多糖(Lycium barbarum polysaccharide,LBP)是其中的主要生物活性成分,具有免疫调节、抗肿瘤、抗衰老等多种生物学作用。本研究通过体内实验观察LBP对口蹄疫重组腺病毒疫苗(rAd5VP1)诱导小鼠脾脏树突状细胞(Dendritic cells,DC)成熟、辅助性T细胞1(T helper cells 1,Th1)、辅助性T细胞2(T helper cells 2,Th2)、滤泡辅助性T细胞(T follicular helper cells,Tfh)及调节性T细胞(Regulatory T cells,Treg)分化的免疫调节作用,为阐明LBP免疫调节的新机制提供实验依据。6周龄的雌性BALB/c小鼠随机分为5组,每组5只,所有小鼠均行腹腔注射rAd5VP1,同时分别给予低剂量(10mg/kg·d)、中剂量(20mg/kg·d)、高剂量(40mg/kg·d)的LBP,阴性对照组和阳性对照组分别给予磷酸盐缓冲液(Phosphate buffer solution,PBS)和脂多糖(Lipopolysaccharide,LPS)(1mg/kg·d)。免疫7d后,应用流式细胞术(Flow cytometry,FCM)检测小鼠脾脏DC(CD11c+MHCⅡ+CD86+)、Th1细胞(CD4+IFN-γ+)、Th2细胞(CD4+IL-4+)、Tfh细胞(CD4+CXCR5+)及Treg细胞(CD4+CD25+FoxP3+)的数量与比例。结果表明,与PBS组相比,LBP能明显诱导DC的成熟,DC表面的共刺激分子CD86的表达量明显升高;LBP能明显促进Th2细胞、Tfh细胞的分化,LBP对Th1细胞的分化无明显影响,LBP能抑制Treg细胞的分化。本研究证实LBP作为疫苗免疫调节剂,可调控DC及Th细胞亚群的分化而发挥免疫调节作用,为LBP的免疫调节机制提供理论依据。