羟丙基-β-环糊精包合没食子酸甲酯的制备及其作为酪氨酸酶抑制剂的生物活性研究

为解决没食子酸甲酯（MG）水溶性差限制其作为酪氨酸酶抑制剂应用的问题，研究人员通过羟丙基-β-环糊精（HP-β-CD）包合技术制备MG/HP-β-CD-IC复合物。该复合物以1:1化学计量比形成，包封效率超80%，溶解度提升至217.16 mmol/L，并通过SEM、FT-IR、XRD等技术证实其成功嵌入HP-β-CD空腔。体外实验表明，复合物保留了MG的抗氧化和酪氨酸酶抑制活性，为食品保鲜和色素沉着治疗提供了新型水溶性抑制剂。

　　

酪氨酸酶是动植物中广泛存在的含铜金属酶，其催化单酚氧化为邻醌并最终聚合为黑色素的过程，既是果蔬褐变导致营养流失的元凶，也与皮肤色素异常和黑色素瘤发生密切相关。尽管黑色素能抵御紫外线伤害，但其过度积累却成为美容和医疗领域的难题。传统酪氨酸酶抑制剂如熊果苷（arbutin）存在效率低、副作用大等问题，而天然酚酸衍生物没食子酸甲酯（Methyl gallate, MG）虽显示出强效抑制活性（IC₅₀ 0.46 mmol/L），却因酯基导致的水溶性差（57.03 mmol/L）严重制约应用。

针对这一瓶颈，国内某高校的研究团队创新性地采用羟丙基-β-环糊精（Hydroxypropyl-β-cyclodextrin, HP-β-CD）包合技术，成功制备了MG/HP-β-CD包合物（MG/HP-β-CD-IC），相关成果发表在食品科学领域权威期刊《LWT》上。研究人员通过相溶解度法和Job's plot验证了1:1的宿主-客体化学计量比，并综合运用荧光猝灭、FT-IR光谱和分子对接等技术，揭示了MG通过氢键和疏水作用嵌入HP-β-CD空腔的机制。

关键技术方法包括：1）通过Lineweaver-Burk双倒数图分析MG对酪氨酸酶的竞争性抑制类型；2）采用荧光光谱和同步荧光技术检测MG与酪氨酸酶的相互作用引起的微环境变化；3）利用FT-IR曲线拟合定量酶二级结构改变；4）基于AutoDock Tools的分子对接预测结合位点；5）通过DPPH/ABTS/FRAP实验评估复合物抗氧化活性。

3.1 酪氨酸酶抑制活性

MG对单酚酶和双酚酶的IC₅₀分别为0.51±0.07 mmol/L和0.46±0.01 mmol/L，较阳性对照熊果苷（120±2 mmol/L）显著更强。动力学分析表明MG通过可逆竞争机制与酪氨酸酶活性中心的铜离子结合。

3.3 荧光猝灭分析

静态猝灭常数K_q达2.12×10¹¹ L/(mol·s)，结合位点数n=1.08，证实MG与酶形成稳定复合物。同步荧光显示Tyr/Trp残基微环境极性增强，最大发射波长红移。

3.5 铜离子螯合能力

紫外光谱在320 nm处新峰出现及290 nm等吸光点的存在，直接证明MG-Cu²⁺复合物生成，这是其抑制活性的关键机制。

3.10 包合物表征

冻干法制备的MG/HP-β-CD-IC呈不规则块状结构，XRD证实其非晶态特征。TG分析显示包合使MG热分解起始温度提升40°C，FT-IR中1679 cm^-1（C=O）峰位移证实主客体相互作用。分子对接显示MG酯链插入HP-β-CD疏水空腔，酚羟基与环糊糖边缘形成3个氢键（2.6-3.0 ?）。

3.11 生物活性保留

复合物的DPPH/ABTS自由基清除率（SC₅₀≈28 μg/mL）和FRAP值（12.78 mmol AAE/g）与游离MG无显著差异，酪氨酸酶抑制IC₅₀仅从0.46增至0.48 mmol/L，证明包合未影响活性基团暴露。

该研究首次系统阐明了MG通过铜离子螯合和酶构象调节的双重抑制机制，并创新性地利用HP-β-CD包合技术将MG溶解度提升近4倍（至217.16 mmol/L）。所开发的MG/HP-β-CD-IC兼具优异水溶性和完整生物活性，为功能性食品添加剂和皮肤美白制剂开发提供了新思路。未来研究可进一步探索环糊精-脂质体复合载体等递送系统，以优化MG的稳定性和生物利用度。