酿酒酵母孢子壁β-葡聚糖的结构表征与体外免疫调节活性研究

推荐：本研究针对酵母孢子壁β-葡聚糖（YSG）结构特性与免疫机制不明的问题，通过超声辅助酶解结合热水提取法获得YSG，并与营养细胞β-葡聚糖（YG）对比。研究发现YSG具有更低分支度、分子量（Mw: 1392.27 kDa）及三重螺旋结构，通过激活Dectin-1/Syk/CARD9/NF-κB通路促进巨噬细胞释放NO和细胞因子，为天然免疫佐剂开发提供新思路。

　　

论文解读
在功能性食品和免疫治疗领域，β-葡聚糖因其显著的免疫调节活性备受关注。酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）作为β-葡聚糖的主要来源，其营养细胞衍生物（YG）已被广泛研究，但孢子壁β-葡聚糖（YSG）的结构特性与免疫机制仍属空白。孢子壁独特的四层结构（甘露聚糖层、β-葡聚糖层、壳聚糖层和双酪氨酸层）赋予其卓越的环境抗性，而通过基因敲除（如chs3Δ孢子）可暴露β-葡聚糖层，这为开发高效免疫调节剂提供了新可能。然而，YSG的分子构象如何影响其与免疫受体（如Dectin-1）的相互作用，以及下游信号通路的激活机制尚未阐明。

针对这一问题，江南大学的研究团队在《Journal of Agriculture and Food Research》发表论文，首次系统比较了YSG与YG的结构差异，并揭示其免疫激活机制。研究采用超声辅助酶解-热水提取法纯化YSG，通过凝胶渗透色谱（GPC）、动态光散射（DLS）和甲基化分析等技术表征其理化性质，结合RAW264.7巨噬细胞模型，探究其对Dectin-1/Syk/NF-κB通路的调控作用。

关键方法
研究使用chs3Δ突变株制备孢子，通过超声破碎和碱性蛋白酶处理提取YSG。采用扫描电镜（SEM）观察微观形态，傅里叶变换红外光谱（FTIR）和核磁共振（NMR）解析化学结构，刚果红实验和X射线衍射（XRD）评估高级构象。免疫活性通过CCK-8法检测细胞活力，中性红吞噬实验和ELISA测定细胞因子分泌，Western blot分析信号蛋白表达。

研究结果
3.1 YSG的制备与化学组成
YSG得率10.30%，葡萄糖占比80.84%，分子量（650.18 kDa）显著低于YG（2324.35 kDa），且分支度更低（3-Glc(p)占比58.28%）。

3.2 微观形态与热稳定性
SEM显示YSG呈层状结构，粒径222.4 nm（YG的61.51%）。热重分析（TG）表明YSG在250°C以下稳定，适合热灭菌应用。

3.3 结构特征
FTIR和NMR证实YSG以β-(1,3)为主链、β-(1,6)为侧链。刚果红实验显示三重螺旋构象，但XRD峰强度弱于YG，提示螺旋稳定性较低。

3.4 免疫调节活性
YSG通过Dectin-1受体激活巨噬细胞，上调p-Syk/Syk（1.96倍）和p-p65/p65（6.06倍），促进iNOS和TNF-α mRNA表达，NO分泌量达10.93 μmol/mL（较YG高33%）。

结论与意义
该研究首次阐明YSG的低分支线性结构增强其与Dectin-1的亲和力，通过Syk/CARD9/NF-κB通路触发免疫应答。其小粒径（222.4 nm）和松散构象可能利于受体识别，这为设计靶向免疫调节剂提供新策略。未来需在动物模型中验证YSG的生物利用度，但其在功能性食品和肿瘤免疫治疗中的应用前景已不容忽视。