基于脂酶固定化磁性金属有机框架与UPLC-Q-TOF-MS/MS技术筛选决明子中抗肥胖活性成分的研究

本研究针对天然产物活性成分筛选效率低的问题，开发了一种基于Fe3 O4 @PDA@MOFs MNPs固定化胰腺脂酶(PL)与UPLC-Q-TOF-MS/MS联用的高效筛选方法。研究人员从决明子中鉴定出22种潜在PL抑制剂，并揭示其与ASP249残基的关键相互作用，为天然抗肥胖药物开发提供了新策略。

　　

随着全球肥胖率持续攀升，寻找安全有效的天然抗肥胖成分成为研究热点。决明子作为药食同源的传统中药材，虽在降脂方面早有应用，但其具体活性成分及作用机制尚不明确。现有天然产物活性成分筛选技术面临酶稳定性差、分离效率低等瓶颈，亟需开发新型高效筛选平台。

为解决上述问题，中国研究人员创新性地构建了核壳结构的Fe₃
O₄
@PDA@MOFs磁性纳米颗粒，通过聚多巴胺(PDA)和铜基金属有机框架(MOFs)的双重修饰，显著提升了胰腺脂酶(PL)的固定化效率。该团队将这一技术与超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱(UPLC-Q-TOF-MS/MS)及分子网络分析相结合，建立了高效的天然活性成分筛选体系。相关成果发表在《Food Research International》上。

关键技术包括：1）溶剂热法制备单分散Fe₃
O₄
纳米颗粒并进行PDA包覆；2）以Cu²⁺
和对氨基苯甲酸(PABA)构建MOFs外壳；3）优化PL固定化条件；4）结合分子网络分析提升化合物鉴定效率；5）采用分子对接阐明活性成分作用机制。

材料与方法
研究采用决明子乙醇提取物为样本，通过TEM证实成功构建了平均粒径120 nm的核壳结构纳米颗粒。XRD和FT-IR分析显示MOFs成功修饰，比表面积达198.7 m²
/g，为酶固定化提供了理想载体。

表征结果
Fe₃
O₄
@PDA@MOFs MNPs使PL负载量提升1.5倍，在重复使用10次后仍保持85%活性，4℃储存15天保留90%酶活，显著优于未修饰载体。

活性成分筛选
从决明子中筛选出22个潜在PL抑制剂，包括Cassiaside B、Biochanin A 7-glucoside等。分子网络分析通过质谱碎片相似性归类，大幅提升鉴定效率。

分子机制研究
分子对接揭示关键氨基酸残基ASP249通过氢键与活性成分结合，其中Aurantio-obtusin的结合能最低(-8.5 kcal/mol)，提示其可能为最强效的天然PL抑制剂。

该研究不仅建立了"磁性分离-质谱鉴定-网络分析-分子模拟"的一体化筛选平台，更首次系统阐明了决明子抗肥胖的物质基础。Fe₃
O₄
@PDA@MOFs的核壳设计为酶固定化提供了新思路，其1.5倍的负载提升和优异的操作稳定性，使得大规模筛选天然产物活性成分成为可能。研究发现的22个PL抑制剂为开发新型抗肥胖功能食品或药物提供了候选分子，特别是ASP249结合位点的发现，为后续结构优化提供了重要靶点。这种将材料科学与组学技术交叉融合的研究策略，为天然产物活性成分研究树立了新范式。