源自中国皂角（Gleditsia sinensis Lam.）的半乳甘露聚糖通过激活Keap1/Nrf2/HO-1信号通路，发挥抗氧化保护作用

《Food Bioscience》：Galactomannan derived from Gleditsia sinensis Lam. protects against oxidative damage by activating Keap1/Nrf2/HO-1 signaling pathway

　　

摘要

从Gleditsia sinensis Lam.的种子中纯化出一种新型水溶性半乳甘露聚糖（GSP-1A）。通过傅里叶变换红外（FT-IR）光谱、核磁共振（NMR）光谱和甲基化分析发现，GSP-1A的分子量为695.55 kDa，主要由甘露糖和半乳糖组成，其摩尔比为3.38:1。其结构主要包括一个β-(1→4)-D-甘露吡喃糖主链，以及在O-6位上分支的α-D-半乳吡喃糖残基。此外，这种多糖具有显著的还原能力，并且在体外具有强大的自由基清除能力，其IC₅₀值分别为0.78（DPPH）、1.32（ABTS^•+）和0.89（羟基）mg/mL。在H₂O₂损伤的RAW 264.7巨噬细胞中，GSP-1A（0.2 mg/mL）使细胞存活率显著提高了17.55%（P < 0.05），清除细胞内活性氧（ROS）的能力提高了20.22%（P < 0.01），降低了丙二醛（MDA）的水平30.91%（P < 0.01），并分别恢复了内源性超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）的活性36.08%和23.85%（P < 0.01）。重要的是，机制研究表明，GSP-1A通过激活Keap1/Nrf2/HO-1信号通路发挥细胞保护作用。这些发现阐明了GSP-1A的保护机制，并对其结构-活性关系提供了见解，凸显了其作为植物来源抗氧化剂的潜力。

节选内容

引言

细胞内稳态的维持主要取决于活性氧（ROS）的生成与清除之间的平衡。虽然特定的自由基，如超氧阴离子（O₂^•-）和羟基自由基（•OH），在生理条件下作为信号分子起着重要作用，但过量的ROS产生会超出内源性抗氧化防御系统的能力，引发氧化应激（Wang等人，2016年）。随后的氧化应激会造成...

材料和试剂

G. sinensis Lam.的干燥种子从中国贵州毕节市志金县的一家商业供应商处购得。用于分离多糖的层析树脂（Sephadex G-150和DEAE-52纤维素）由北京瑞达恒辉科技发展有限公司提供。用于评估蛋白质水平、丙二醛（MDA）含量以及超氧化物歧化酶活性的诊断试剂盒也来自同一公司。

GSP-1A的提取、纯化及化学组成

通过超声辅助热水提取法从G. sinensis种子的胚乳中分离出粗半乳甘露聚糖。经过连续的乙醇沉淀、脱蛋白和冻干处理后，得到的粗多糖含量为42.36 ± 1.28%（基于初始胚乳粉末的干重）。这一产率远高于从G. triacanthos种子中通过传统热水提取得到的产率（通常在4.5%到13%之间，Bouhadi等人，2018年；Leboukh...）

讨论

普遍认为，复杂碳水化合物的自由基清除和生物活性主要受其物理化学性质的影响。关键因素包括组成糖类的确切组成、分子量、分支结构的复杂性、糖苷键的拓扑结构以及其三维大分子结构（Liu等人，2023年）。本研究明确鉴定GSP-1A为半乳甘露聚糖，其分子量为...

结论

本研究成功地从Gleditsia sinensis Lam.种子中分离并表征了一种新型半乳甘露聚糖（GSP-1A），该聚合物具有紧凑的卷曲构象和潜在的局部三螺旋结构域。GSP-1A通过双重机制表现出强大的抗氧化能力：一方面通过其特定的结构特征直接清除自由基；另一方面有效保护巨噬细胞免受氧化应激，这与Keap1/Nrf2/HO-1信号通路的调节密切相关...

林叶：数据验证与软件处理。郭朝万：项目指导。雷洪涛：资源提供与数据分析。刘艳平：数据可视化。范丁晨：实验设计。黄瑞明：方法学研究与概念构思。桑嘉琪：初稿撰写与数据管理。张迪：修订与编辑。

E等人，2023年。

本研究无需伦理审批。

数据公开声明

如需获取支持本研究结果的数据，可向相关作者提出合理请求。

作者声明没有已知的可能影响本文工作的财务利益或个人关系。

本研究得到了中国国家重点研发计划（2023YFF1104200）、广东省自然科学基金（2023A1515011834）以及国家重点研发计划（2022YFD1601712）的财政支持。

Jiaqi Sang|Di Zhang|Yanping Liu|Dingchen Fan|Riming Huang|Lin Ye|Chaowan Guo|Hongtao Lei

广东省食品质量与安全重点实验室/华南农业大学畜禽产品精密加工与安全国家地方联合工程技术研究中心，中国广州510642