酸性氧化法水解地衣多糖的寡糖分布特征:基于MALDI-TOF-MS的比较研究

【字体: 时间:2025年06月06日 来源:International Journal of Mass Spectrometry 1.6

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  本研究通过MALDI-TOF-MS(基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱)结合色谱技术,对比分析了酸性(TFA)与氧化(Fitdog)两种方法降解地衣(Lasallia pustulata和Cetraria islandica)高分子量多糖(>10 kDa)产生的寡糖分布差异。研究发现TFA水解产生中性寡糖结构明确,而Fitdog法虽增加结构多样性但伴随环内裂解副产物。该研究为复杂多糖结构解析提供了方法学参考,发表于《International Journal of Mass Spectrometry》。

  

地衣作为极端环境下的共生体,其多糖结构长期被视为分类标记,但高分子量(HMW)和结构复杂性阻碍了功能研究。传统酸水解(如TFA)虽能断裂糖苷键,却无法揭示氧化修饰产物的多样性;而新兴Fitdog氧化法可能产生非天然寡糖片段。如何精准解析这些多糖的降解产物分布,成为揭示其生物活性和生态功能的关键瓶颈。

法国研究人员通过MALDI-TOF-MS(基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱)结合HPLC-ELSD(高效液相色谱-蒸发光散射检测),系统比较了两种地衣(Lasallia pustulata和Cetraria islandica)多糖的酸/氧化降解动力学。关键技术包括:1)采用HPSEC(高效尺寸排阻色谱)分离多糖组分;2)优化MALDI-TOF-MS离子基质提升寡糖检测灵敏度;3)通过NMR(核磁共振)验证多糖初级结构。

材料与方法
从法国阿尔卑斯地区采集的两种地衣经冷水提取获得粗多糖,经HPSEC纯化后分别进行TFA(三氟乙酸)酸水解和Fitdog(Fenton反应介导的氧化降解)。MALDI-TOF-MS使用DHB(2,5-二羟基苯甲酸)基质增强信号。

结果与讨论
酸性水解产物特征
TFA处理主要生成中性寡糖(DP2-DP8),其质谱信号与理论化学式高度匹配。如Lasallia pustulata的(α1→6)-葡聚糖产生规律性m/z间隔162 Da(葡萄糖单元),证实其线性结构。

氧化降解多样性
Fitdog法产生更多m/z异常峰,经MS/MS解析为C2-C3键氧化开裂形成的糖醛酸衍生物。Cetraria islandica样品中检测到m/z 689.2的六糖环内裂解产物,证明氧化反应会破坏吡喃环结构。

生物学意义
研究首次揭示地衣多糖氧化降解会产生非天然寡糖片段,这些修饰可能模拟病原体相关分子模式(PAMPs),为开发免疫调节剂提供新思路。酸水解则更适合获取天然结构信息以研究多糖构效关系。

结论
该工作建立了一套快速评估多糖降解方法优劣的MALDI-TOF-MS分析流程,证明酸水解适用于结构保守性研究,而Fitdog能拓展结构多样性发现。这对地衣多糖在药物递送载体和抗感染剂开发中的应用具有指导价值。

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