红曲色素单体抗氧化活性评价及其与牛血清白蛋白结合机制的多维解析

推荐：本研究针对红曲色素(MPs)单体抗氧化活性差异及蛋白互作机制不明确的问题，通过化学分析结合多光谱-分子对接技术，首次系统评价了ankaflavin(AK)、monacorubrin(MB)、monacin(MS)、rubropunctamine(RP)四种单体的DPPH/ABTS·+清除能力和总抗氧化容量(T-AOC)，揭示MB与牛血清白蛋白(BSA)通过疏水作用形成稳定复合物的特性，为功能性食品开发提供理论支撑。

　　

红曲色素作为传统天然着色剂，在东南亚食品工业中应用已有数百年历史。随着健康食品理念的兴起，这类由红曲霉(Monascus purpureus)发酵产生的多酮类化合物，因其兼具着色与抗氧化、抗炎等生物活性而备受关注。然而长期以来，学界对红曲色素的研究多集中于水溶性较好的黄色组分（如AK和MS），对橙色(MB)和红色(RP)单体的研究却因溶解性和稳定性问题进展缓慢。更关键的是，这些色素与人体血清蛋白的相互作用机制尚不明确，极大限制了其在功能性食品和药物递送系统中的应用。

针对这一科学瓶颈，武汉轻工大学食品科学与工程学院的研究团队在《LWT》发表最新成果。研究人员采用化学分析法系统比较了四种红曲色素单体的抗氧化能力，结合紫外光谱、荧光猝灭、表面疏水性测定等生物物理技术，首次阐明了MB和RP与牛血清白蛋白(BSA)的分子互作机制。通过AutoDock分子对接模拟，揭示了不同单体与BSA结合位点的结构差异，为红曲色素在食品和医药领域的应用提供了重要理论依据。

研究主要采用三大技术体系：通过DPPH、ABTS^·+自由基清除实验和T-AOC试剂盒评估抗氧化活性；利用紫外-可见分光光度计和F-4600荧光分光光度计在298-310K温度范围内检测BSA-色素复合物形成；采用AutoDock Tools-1.5.7进行分子对接模拟，PyMOL可视化结合位点。

抗氧化活性研究显示，MB在0.50 mg/mL浓度下展现出最强的综合抗氧化能力：DPPH清除率达56.14±0.90%，T-AOC值为2.16±0.01 μmol/L（相当于390.69±6.70 μM TE/g）。特别值得注意的是，MB对ABTS^·+的清除效率在0.25 mg/mL时即达60.44±0.39%，显著优于对照品抗坏血酸(AA)。

蛋白互作研究发现，所有红曲色素单体与BSA的结合常数K_a均达10⁵数量级，其中MB-BSA复合物的结合能最低（-7.23 kJ·mol^?1）。荧光猝灭实验证实静态猝灭是主要作用方式，Stern-Volmer分析显示MB的猝灭常数K_SV最高（5.85±0.73×10⁵ M^?1）。热力学参数ΔH₀>0和ΔS₀>0表明疏水相互作用主导结合过程，这与ANS荧光探针检测到的表面疏水性降低现象相互印证。

分子对接结果揭示了结构-功能关系：MB通过Arg₄₈₅、Arg₁₄₄等残基形成3个氢键，而RP则与Val₄₉₇、Tyr₄₉₆等形成4个氢键。这种结合差异源于MB比AK/MS多出的共轭双键结构，以及RP分子中的NH-基团特性。

该研究首次证实红曲橙色和红色单体具有超越黄色单体的抗氧化潜力，其与BSA的强结合能力可能提升色素在体内的稳定性和生物利用度。这不仅为红曲色素作为天然抗氧化剂的应用提供了科学依据，更为设计基于血清蛋白的功能成分递送系统开辟了新思路。未来研究需在生理条件下验证这些发现，并探索不同单体在复杂食品体系中的协同效应。