引言
作为重要的营养来源,牛奶富含多种生物活性功能蛋白。其中,乳铁蛋白(LF)是哺乳动物乳汁中广泛存在的一种关键糖蛋白,在母乳中含量尤为丰富。它通常被添加到婴幼儿配方奶粉中,以模拟母乳成分并促进肠道健康(Playford & Weiser, 2021)。研究表明,LF可缓解胃肠不适并具有多种生物活性,如抗氧化、抗菌、抗癌和抗炎作用(Kanwar et al., 2015)。LF的铁的螯合能力使其能够抑制病原微生物的生长(Kowalczyk et al., 2022),而它调节细胞信号通路的能力则有助于其抗癌效果(Jiang & L?nnerdal, 2017)。然而,天然LF在生理环境下容易降解(Discepola et al., 2025; Li, Al-Wraikat, et al., 2024),这可能损害其抗菌和抗癌活性。因此,各种LF修饰方法应运而生,如酶处理、乙酰化和糖基化(Hao et al., 2018; Li et al., 2021; Lin et al., 2022)。值得注意的是,通过多酚结合进行蛋白质修饰以提升功能性的方法日益被认为是极具前景的途径,并引起了广泛关注。
多酚主要通过非共价或共价键与蛋白质结合(Cheng et al., 2023)。这两种结合模式均能修饰蛋白质结构并增强功能特性,包括发泡能力以及抗菌、抗氧化和抗癌活性(Guo et al., 2021; Jiang et al., 2018; Li, Kang, et al., 2024; Zhang, Chen, et al., 2022)。关于非共价蛋白质-多酚复合物的研究,已较为全面地揭示了其在抗癌和抗菌领域的应用(Dutta et al., 2025; Kashyap et al., 2021; Xue et al., 2024; Yan et al., 2021)。具体而言,LF与其非共价复合物山奈酚可协同抑制HeLa细胞(Xue et al., 2024),而LF与百里香的复合物对大肠杆菌(E. coli)和金黄色葡萄球菌(S. aureus)表现出更强的抗菌效果(Yan et al., 2021)。此外,Li等人(2024b)发现LF与咖啡酸的共价结合物的抗氧化和抗菌活性优于非共价结合物。这些发现表明,多酚的共价与非共价结合模式对LF的功能特性产生不同影响,值得进一步深入研究。然而,比较多酚与LF之间非共价和共价结合的研究仍然有限(Li et al., 2021; Li, Al-Wraikat, et al., 2024; Li, Kang, et al., 2024; Zhang, Li, et al., 2022),且其对LF抗癌活性的影响尚未见报道。
在众多珍贵的类黄酮多酚中,木犀草素(AP,4′,5,7-三羟基黄酮,图S1)因其广泛的天然来源和多样的生物活性而备受关注。AP常见于多种植物和蔬菜中,如欧芹、橙皮、洋甘菊、橄榄和肉豆蔻(Dutta et al., 2025)。AP具有多种生物活性,如自由基清除、抗肿瘤、抗菌、抗炎和免疫刺激作用(Ali et al., 2016; Kashyap et al., 2021)。乳清蛋白-AP纳米复合物被发现能抑制肿瘤细胞增殖(Hong et al., 2021)。因此,AP结合有望增强LF的功能特性,包括其抗菌和抗癌活性。然而,目前尚无研究报告AP与LF之间的共价或非共价相互作用及其对LF抗菌和抗癌特性的影响。
本研究阐明了AP通过非共价和共价结合模式对LF结构和功能的不同影响,特别关注其在抗癌和抗菌应用中的效果。通过多光谱分析表征了LF-AP复合物的形成机制和结构变化。此外,还评估了不同结合模式下复合物在体外的抗氧化、抗癌和抗菌性能。这些发现加深了对LF-多酚复合物功能调控的理解,并为基于此类体系开发新型功能性食品奠定了基础。