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为解决褐藻多酚(PTs)提取效率低、作用机制不明等问题,研究人员开展从羊栖菜中提取 PTs 的研究。通过优化超声辅助酶法提取(UAEE),得到高纯度 PTs(SHP)。SHP 抑制酪氨酸酶活性,对开发新型抑制剂意义重大。
在追求美白与健康的道路上,黑色素这个 “小麻烦” 一直备受关注。黑色素本是人体皮肤的 “守护者”,能抵御有害辐射,但一旦它的含量失衡,就会引发各种色素沉着问题,像黄褐斑、雀斑、妊娠斑和老年斑等,影响人们的颜值。黑色素的合成过程中,酪氨酸酶(tyrosinase)起着关键作用,它能将 L - 酪氨酸氧化为 L - 多巴(L - DOPA),进而转化为多巴醌,最终形成黑色素。因此,抑制酪氨酸酶的活性成为了化妆品、制药和食品行业的重要目标。
在众多天然酪氨酸酶抑制剂中,褐藻多酚(Phlorotannins,PTs)因其独特的生物活性备受瞩目。PTs 是褐藻中特有的多酚类化合物,具有抗氧化、抗糖尿病、抗菌、抗癌等多种功效。然而,PTs 的提取效率一直不高,结构也十分复杂,这严重限制了它的应用。羊栖菜(Sargassum horneri)是一种在东亚沿海大量生长的大型褐藻,其富含的 PTs 具有很大的开发潜力,但目前也面临着提取率低、结构不明、活性低等问题。为了解决这些难题,国内研究人员开展了深入研究,相关成果发表在《Algal Research》上。
研究人员运用了多种关键技术方法。首先,采用单因素实验和响应面法优化超声辅助酶法提取(UAEE)参数,从羊栖菜中提取 PTs。接着,利用溶剂梯度萃取和 Sephadex LH - 20 色谱法对提取的 PTs 进行纯化。之后,借助核磁共振(NMR)和液相色谱 - 四极杆飞行时间质谱(LC - QTOF - MS)技术分析其结构特征。同时,通过酶动力学研究、荧光猝灭分析和结合位点鉴定等手段,探究 PTs 对酪氨酸酶的抑制机制。最后,在 B16 - F10 小鼠黑色素瘤细胞中验证其抗黑色素生成的功效。
在优化超声辅助酶法提取 PTs 的研究中,研究人员发现,单宁酶(tannase)作为一种能水解单宁酯键的酰基水解酶,可作用于 PTs 的酰基键。通过单因素实验优化提取参数,成功提高了 PTs 的提取率,使总酚含量(TPC)达到 21.51 mg PGE/g DW。
对纯化后的 PTs(SHP)进行结构表征,基于 NMR 和 MS 数据,发现 SHP 主要由岩藻褐藻酚(fucophloroethols)组成,聚合度在 3 - 8 之间。
关于 SHP 对酪氨酸酶的抑制机制研究,双倒数图分析表明,SHP 通过竞争性抑制机制抑制酪氨酸酶活性。荧光光谱分析显示,SHP 对酪氨酸酶有动态猝灭作用。分子对接研究进一步揭示,范德华力和疏水相互作用是 SHP 与酪氨酸酶相互作用的主要作用力。
在细胞实验方面,研究人员在 B16 - F10 细胞中验证了 SHP 的效果。实验结果表明,SHP 对 B16 - F10 细胞中的黑色素生成和酪氨酸酶活性均有显著抑制作用。
综上所述,研究人员成功优化了从羊栖菜中提取褐藻多酚(SHP)的超声辅助酶法提取(UAEE)方法。提取得到的 SHP 具有显著的 DPPH 自由基清除能力和酪氨酸酶抑制活性。这项研究为新型酪氨酸酶抑制剂的开发提供了有前景的先导化合物,也为羊栖菜的综合利用奠定了理论和方法基础,在美白护肤、医药研发和食品保鲜等领域都具有重要的应用价值。