水生生物的紫外光防护剂——类菌胞素氨基酸

类菌胞素氨基酸(mycosporine-likeaminoacids,MAAs)是一大类以环己烯酮为基本骨架,与不同类型氨基酸通过缩合作用形成的水溶性物质。它能在真菌、海洋细菌、蓝藻和真核藻类细胞中合成,并在海生无脊椎动物和鱼类等生物体内积累,广泛存在于多种水生生物中。它具有紫外光防护、渗透、繁殖调节及发育保护等功能。本文主要介绍有关类菌胞素氨基酸的分布、结构、生物合成和积累以及生理功能的研究进展。

水华鱼腥藻类菌胞素氨基酸的分子鉴定和化学检测

类菌胞素氨基酸(MAAs)是一类具有吸收紫外线能力的物质,蓝藻MAAs的生物合成及其分子机制的揭示为MAAs基因的快速检测提供了可能。研究采用分子生物学方法扩增了一株分离自太湖的水华鱼腥藻(Dolichospermum flos-aquae CHAB1629)编码脱氢醌合成酶(DHQS)基因的部分片段,系统树分析发现其与报道的Anabaena sp.90核酸序列相似度达99%,而与Anabaena variabilis ATCC 29413仅为53.6%;同时运用HPLC检测发现,该株水华鱼腥藻MAAs的类型为shinorine。研究结果可为后续浮游类鱼腥藻MAAs的分子鉴定及野外适应性研究提供依据。

类菌胞素氨基酸的结构特征、分布、制备技术及生物活性研究进展

类菌胞素氨基酸(mycosporine-like amino acids,MAAs)是一类水生生物次级代谢产物,广泛存在于多种水生生物中。在化学结构上,MAAs是以环己烯酮为基本骨架,与多种类型氨基酸通过缩合作用而形成水溶性活性物质。据报道,类菌胞素氨基酸具有罕见的紫外光防护作用,近年来已倍受重视,成为研究热点。本文主要介绍类菌胞素氨基酸的结构、分布、制备技术、生物活性及其在化妆品领域应用的研究进展。

南极绿藻中类菌胞素氨基酸对UV-B胁迫的响应

南极上空臭氧层的破坏导致了紫外辐射日益增强,高强度的UV-B辐射会造成细胞中DNA的损伤,影响蛋白质、脂类和色素的代谢过程。生长在南极的绿藻具有一系列防御机制以应对增强的UV-B辐射,其中类菌胞素氨基酸(Mycosporine-like amino acids,MAAs)是一类重要的紫外防御物质。为探究类菌胞素氨基酸对UV-B辐射的响应,本文以南极冰藻(Chlamydomonas sp.ICE-L)、针丝藻(Raphi-donema nivale Lagerheim,NIES-2290)和胶球藻(Coccomyxa subellipsoidea E.Acton,NIES-2166)三种生活在南极的绿藻为材料,采用UV-B辐射胁迫(强度0.35 W/m^2,短时处理3 h),并通过液相色谱-质谱联用法检测类菌胞素氨基酸的种类和含量的变化。Mycosporine-glycine为三种南极绿藻中共有的MAAs,在UV-B辐射胁迫下三种南极绿藻中Mycosporine-glycine含量变化不尽相同,表明不同的南极绿藻中MAAs对UV-B辐射的响应各有其特性。首次在绿藻(南极冰藻和胶球藻)中检测到Gadusol。Gadusol作为MAAs的合成前体,它的合成积累使得生活在海冰环境的南极冰藻和胶球藻具有良好的抗UV-B辐射能力。其中南极冰藻抗紫外能力最强,这可能得益于不同MAAs间的动态转化,含量升高的Palythine及Usujirene/Palythene可能对南极冰藻的紫外屏蔽起着至关重要的作用。

4种大型红藻类菌胞素氨基酸的提取工艺优化与分离鉴定

类菌胞素氨基酸(Mycosporine-like amino acids,MAAs)广泛存在于大型红藻中,是一类具有良好应用前景的活性物质。本文采用单因素和正交试验,分析了提取温度、时间、次数和料液比对红毛苔、石花菜、菊花江蓠和江蓠中MAAs提取物得率的影响,优化提取MAAs工艺,并对提取物进行了分离鉴定。结果表明,毛苔、石花菜、菊花江蓠和江蓠中MAAs优化提取工艺分别为:45℃、3 h、4次、1:25 g/mL;45℃、1 h、4次、1:20 g/mL;45℃、2 h、3次、1:15 g/mL;40℃、1 h、3次、1:20 g/mL。应用上述提取工艺,制备得到4种大型红藻MAAs提取物,提取物得率依次为249.3、197.9、146.4和449.5 mg/g,其在紫外光谱和薄层层析板呈现MAAs紫外吸收特性和颜色反应。同时,采用硅胶柱层析,对红毛苔和江蓠MAAs提取物进行分离,共得到3个组分H1、J1和J2。通过紫外光谱扫描、高效液相色谱和质谱分析,并与已有文献比较,确定了其MAAs组成。H1包括shinorine、palythine和porphyra-334(3种MAA含量为组分H1含量的95.4%)、palythenic acid(4.6%);J1包括shinorine、palythine和porphyra-334(3种MAA为组分J1含量的96.3%)、palythenic acid(3.7%);J2为palythine单体。

4种大型褐藻类菌胞素氨基酸的提取工艺优化及鉴定

类菌胞素氨基酸(mycosporine-like amino acids,MAAs)是小分子、水溶性代谢产物,广泛存在于大型褐藻中。以羊栖菜、海带、马尾藻和裙带菜4种大型褐藻为原料,采用单因素和正交试验验,分析提取温度、提取时间、提取次数和液料比对MAAs提取率的影响。结果表明,提取温度、提取时间和液料比对4种大型褐藻MAAs得率影响较大。对于羊栖菜、海带、马尾藻和裙带菜MAAs提取而言,适宜提取温度、提取时间和液料比依次为40、45、45℃和40℃;2、2、2 h和3 h;25、20、25 mL/g和20 mL/g,MAAs得率分别可达到31.40%、46.71%、8.29%和21.92%。通过对4种大型褐藻MAAs提取物进行紫外波长扫描、高效液相色谱和质谱测定,并参考研究报道,鉴定它们中MAAs组成,主要包括palythine、palythenic acid、porphyra-334和shinorine。同时,根据palythine等4种类菌胞素氨基酸单体化合物(mycosporine-like amino acid,MAA)摩尔消光系数,可计算出4种大型褐藻MAAs提取物中MAA含量。其中,羊栖菜和马尾藻中palythenic acid含量较高,是此种MAA的理想来源。该文提出了羊栖菜、海带、马尾藻和裙带菜MAAs优化提取工艺,并第一次明确此4种大型褐藻MAAs组成。

4种大型红藻类菌胞素氨基酸提取物的吸湿保湿活性

类菌胞素氨基酸广泛存在于大型红藻中,是一类具有良好应用前景的活性物质。以红毛苔、石花菜、菊花江蓠和江蓠为原料,在相对湿度(RH)为43%、81%和干燥环境条件下,测定它们MAAs提取物的吸湿率与保湿率。在RH43%下,4种大型红藻MAAs提取物的吸湿率均高于丙三醇和透明质酸的吸湿率。在RH81%下,4种红藻MAAs提取物吸湿率略有下降,但仍然高于透明质酸的吸湿率;与丙三醇比较,保湿率顺序为石花菜和菊花江蓠MAAs提取物>丙三醇≈红毛苔,江蓠MAAs提取物保湿率在3~48h内小于丙三醇的保湿率,66h后保湿率大于丙三醇的保湿率。4种大型红藻MAAs提取物的吸湿能力高于已报道的海带多糖等海藻多糖及其寡糖。同时,4种红藻MAAs提取物具有一定的保湿能力,保湿率顺序依次为江蓠MAAs提取物≈丙三醇>石花菜和红毛苔MAAs提取物≥透明质酸>菊花江蓠MAAs提取物。

类菌胞素氨基酸的性质及其在化妆品领域中应用的研究进展

类菌胞素氨基酸(mycosporine-like amino acids,MAAs)是一类水生生物次级代谢产物,广泛存在于多种水生生物中。它们是由氨基环己烯酮或氨基环己亚胺环组成。据研究,类菌胞素氨基酸具有罕见的紫外光防护作用,本文主要介绍类菌胞素氨基酸的来源、结构、理化性质、生物合成途径、生物活性及其在化妆品领域应用的研究进展。

海萝藻中类菌胞素氨基酸的种类分析及抗氧化性能

为探究海萝藻中类菌胞素氨基酸(MAAs)成分的种类,采用紫外分光光度法、高效液相色谱法、高分辨液质联用技术分析海萝藻甲醇提取物,并对该提取物进行抗氧化性能体外测试。结果表明,海萝藻甲醇提取物在332~334 nm处有最大吸收峰,经液相色谱分析其中存在5种疑似MAA成分。LC-Q-TOF-MS分析表明检测到的5种成分均是MAA成分,分别是Shinorine、Mycosporine-2-glycine、Asterina-330、Porphyra-334、Deokygadusol,其中Shinorine占总含量的98.3%。海萝藻MAAs粗提物存在良好的体外抗氧化性能,海萝藻MAAs粗品物对·O2-、·OH均有一定的清除作用,且清除率随浓度的增加而增大,其IC50值分别为2.730 mg/m L和7.710 mg/m L,对DPPH的IC50值为13.679 mg/m L,在常温见光状态下相对稳定。

4种南极冰藻中抗紫外辐射活性化合物类菌胞素类氨基酸(MAAs)的初步研究

目的研究和发现极端环境下南极冰藻中抗紫外辐射活性化合物。方法对4种生长较快的南极冰藻进行低温光照培养,同时采用UV-A和UV-B辐照胁迫,提取分离抗紫外辐射活性化合物;根据其理化性质、仪器分析数据初步确定各化合物的分子结构。并通过日光辐照活性组分,观察其降解速度,确定其抗紫外辐射活性。结果从南极绿藻Chlorophyceae L-4,硅藻Diatom HF-9中分别得到5种、7种活性化合物,其中6种属于类菌胞素类氨基酸(MAAs)类物质,并具有较强的抗紫外辐射活性。结论MAAs类物质在南极冰藻抗强紫外辐射过程中扮演重要角色。

大型褐藻类菌胞素氨基酸的活性分析和应用研究

类菌胞素氨基酸(Mycosporine-like amino acids,MAAs)是一类在食品、医药和化妆品等领域中具有广阔应用前景的活性化合物。羊栖菜、海带、马尾藻和裙带菜是MAAs的天然来源,然而,国内外未见此4种大型褐藻MAAs活性研究。为明确这些MAAs具有在食品中应用的潜力,文章首先分析了羊栖菜、海带、马尾藻和裙带菜MAAs提取物的体外抗氧化和吸湿保湿活性,并研究了它们对生湿面的保湿和对鲜切藕片的抗褐变作用。进一步,采用高效液相色谱-质谱方法测定4种大型褐藻MAAs组成。结果表明,羊栖菜等4种大型褐藻MAAs提取物具有一定的清除超氧阴离子、羟基自由基和DPPH自由基的能力,其中马尾藻MAAs提取物表现出最强的清除能力,对超氧阴离子、羟基自由基和DPPH自由基的半抑制率(IC50)依次为6.998、1.349 mg/mL和0.121 mg/mL。裙带菜和羊栖菜MAAs提取物的吸湿能力好于丙三醇和透明质酸,羊栖菜、马尾藻和裙带菜MAAs提取物保湿效果强于丙三醇和透明质酸。加入羊栖菜等4种大型褐藻MAAs提取物的鲜切藕片和生湿面在室温(15℃左右)放置4 d,样品的褐变指数和水分流失率均明显低于对照组。经高效液相色谱-质谱检测并与文献对比,确定了羊栖菜等4种大型褐藻MAAs提取物中58%~78%为Palythine、shinorine、porphyra-334和Palythenic acid等4种MAA,这可能是此4种大型褐藻MAAs提取物具有抗氧化和吸湿保湿活性的原因。羊栖菜等4种大型褐藻MAAs显示出在食品中的应用潜力。

海萝中抗紫外辐射物质的提取工艺优化研究

类菌胞素氨基酸(MAAs)是具有抗紫外辐射功能的小分子水溶性活性化合物。为了最大程度提取海萝(Gloiopeltis furcata)中MAAs成分,采用甲醇溶剂超声提取法,通过单因素实验确定超声温度、超声时间、液料比、甲醇体积分数、提取次数的最佳范围,并用响应面法进一步优化提取海萝中MAAs的工艺参数。经Box-Behnken实验设计优化出最佳提取工艺条件为超声温度为41℃,超声时间为81 min,液料比为67 m L·g-1,甲醇体积分数为12%。在此条件下预测MAAs的提取率为1.311 5 mg·g-1,实际提取率为1.306 4 mg·g-1。

Asterarcys sp.海水藻株对UV-B辐射的响应及生理机制研究

为探究微藻对UV-B辐射的响应及生理机制,进一步提高微藻的潜在应用价值,以Asterarcys sp.SCSIO-44020海水藻株为研究对象,设置5个UV-B辐射处理组(0、10、30、50和70 min),各组对应的辐射剂量分别为0、150、460、770和1050 mJ·cm^(−2),从接种第一天开始,每隔48 h辐射处理1次,直至培养末期,开展UV-B辐射对该藻株的生理生化影响研究。结果表明,该藻株经20 d培养后,与对照组相比,10~50 min处理组的UV-B辐射对藻株生长无显著影响(P>0.05),70 min处理组对其生长则有显著抑制(P<0.05)。随着UV-B辐射时间的增加,蛋白质含量呈逐渐上升趋势,总脂含量反之,但各实验组与对照组相比均无显著性差异(P>0.05)。类菌胞素氨基酸(Mycosporine-like amino acids,MAAs)和总类胡萝卜素含量随UV-B处理时间的延长而增加,70 min处理组MAAs含量达到最高,为对照组的1.75倍;而50 min处理组的总糖和MAAs产量达到最高,比对照组分别提高了12.40%和57.61%。综上所述,Asterarcys sp.海水藻株具有极强的抗UV-B辐射能力,MAAs增加是其适应紫外辐射的关键,间歇式的50 min UV-B辐射处理可作为该藻株生产MAAs等微藻产物的有效调控手段。