大西洋与地中海沿岸 Gracilaria gracilis 藻类中硫酸化多糖与酚类提取物的体外与计算机模拟抗氧化潜力比较研究

研究人员针对合成抗氧化剂的毒副作用问题，开展了大西洋与地中海沿岸 Gracilaria gracilis 藻类硫酸化多糖(PS)和酚类提取物的抗氧化活性比较研究。通过 DPPH、ABTS、TAC 和 FRAP 体外实验结合分子对接技术，发现藻源多糖和酚类物质具有显著的自由基清除能力，其中 BTGM 和 PSGM 在 DPPH/ABTS 实验中表现最优，而 PSGT 和 AEGT 在 TAC/FRAP 测试中更突出。计算机模拟筛选出 11 种与抗氧化靶蛋白(如 5UC8)高亲和力的活性成分，包括碳水化合物(如琼脂)、酚类(如橙皮苷)和色素(如紫黄质)，为开发天然抗氧化剂提供了新资源。

　　

在当今追求健康生活的浪潮中，合成抗氧化剂的局限性日益凸显——药物耐受性、代谢紊乱等副作用困扰着医药领域。与此同时，海洋藻类作为"蓝色药库"的价值正被重新发掘，其中红藻 Gracilaria gracilis 因其富含硫酸化多糖(SPs)和酚类物质而备受关注。但一个关键问题悬而未决：生长在不同海域的同一藻种，其生物活性会因环境差异产生怎样的变化？

研究人员选取摩洛哥大西洋海岸和突尼斯地中海海岸的 Gracilaria gracilis 作为研究对象，通过多维度实验揭示了这两种地理种群在抗氧化活性上的异同。研究发现发表在国际期刊《Algal Research》上的这项成果，不仅为天然抗氧化剂的开发提供了新思路，更建立了从实验室到计算机的全链条研究范式。

研究团队运用了四大关键技术：热水分级提取法制备硫酸化多糖(PSGM/PSGT)，极性溶剂梯度萃取获得酚类组分(DCGM/DCGT等)；傅里叶红外光谱(FT-IR)分析多糖官能团；四种体外抗氧化检测体系(DPPH/ABTS自由基清除、TAC总抗氧化能力、FRAP铁离子还原能力)；以及AutoDock Vina软件对37种藻源成分与6种抗氧化靶蛋白(如5UC8血红素加氧酶-1)进行分子对接。

3.1 提取率分析
摩洛哥藻株的硫酸化多糖得率(42.30%)显著高于突尼斯藻株(30.03%)，而突尼斯藻株的酚类组分在二氯甲烷(DCGT)和正丁醇(BTGT)中得率更高。这种差异印证了藻类代谢产物受地理环境影响的理论。

3.2 官能团特征
FT-IR光谱在1370 cm^-1(PSGM)和1473 cm^-1(PSGT)处均检测到硫酸酯基团(S=O)特征峰，证实了两种多糖的硫酸化特性。854 cm^-1处的吸收峰则提示突尼斯藻株多糖中存在C-4位硫酸化半乳糖结构。

3.3 植物化学成分
突尼斯藻株的多糖总酚含量(34.78 mg GAE/g)是摩洛哥藻株(4.45 mg GAE/g)的7.8倍；而摩洛哥藻株的乙酸乙酯组分(AEGM)展现出最高的酚类含量(87.89 mg GAE/g)，揭示极性适中的溶剂更利于中等极性酚类物质的萃取。

3.4 体外抗氧化活性
呈现有趣的"地域特异性"：摩洛哥藻株的丁醇组分(BTGM)和多糖(PSGM)在DPPH/ABTS实验中IC₅₀分别达0.076 mg/mL和0.095 mg/mL，显示强自由基清除能力；而突尼斯藻株的多糖(PSGT)在TAC(266.31 mg GAE/g)和FRAP(0.981吸光度值)测试中更优异。这种"互补效应"提示不同海域藻株可能演化出差异化的抗氧化策略。

3.5 成分-活性关联
主成分分析显示，突尼斯藻株多糖(PSGT)的抗氧化活性与总酚/黄酮含量呈正相关，而摩洛哥藻株的二氯甲烷组分(DCGM)则显示FRAP活性与酚类含量显著相关，证实了酚类物质在抗氧化中的核心作用。

3.6 计算机模拟分析
分子对接筛选出11个高活性成分，其中色素紫黄质(violaxanthin)与5UC8蛋白的结合能达-10.4 kcal/mol，形成6个烷基键和6个π-烷基相互作用；酚类化合物橙皮苷(hesperidin)则通过氢键网络与5UC8(-9.2 kcal/mol)和5B6M(-7.9 kcal/mol)结合；多糖琼脂(agar)虽分子量较大，仍与5UC8(-6.9 kcal/mol)形成稳定复合物。

这项研究构建了从宏观生态差异到微观分子机制的完整证据链，证实 Gracilaria gracilis 可作为对抗氧化应激的可持续资源。特别是发现大西洋与地中海藻株分别擅长不同抗氧化途径，为定向开发地域特色藻类产品提供了理论依据。计算机模拟揭示的色素-蛋白相互作用新机制，更拓展了人们对藻类抗氧化活性的认知边界。未来研究可聚焦于这些活性成分的协同效应及其在功能性食品、药物递送系统中的应用潜力。