溶菌酶及其晚期糖基化终产物(AGEs)与糖尿病并发症的研究

溶菌酶又称胞壁质酶或N-乙酰胞质聚糖水解酶,其广泛分布于自然界各种生物体内,是一种无毒、无害、安全性很高的蛋白酶,被广泛应用于食品、饲料、医药等行业。本文重点介绍其在医药方面的应用,主要介绍溶菌酶如何通过去除晚期糖基化终产物来达到治疗糖尿病并发症效果的研究进展。

热加工食品中晚期糖基化终末产物和5-羟甲基糠醛的形成、检测与控制

食品加工过程中的美拉德反应有助于形成一些热诱导毒性产物,包括晚期糖基化终末产物(advanced glycation end products,AGEs)和5-羟甲基糠醛(5-hydroxymethylfurfural,5-HMF)。食源性AGEs在体内的积累和循环与糖尿病并发症的发生有关,同时可能诱发氧化应激、炎症和动脉粥样硬化。5-HMF的代谢物5-磺基氧甲基糠醛(5-sulfooxymethylfurfural,5-SMF)有潜在基因毒性和致癌性。如何控制热加工食品中这些危害物的形成已成为食品行业的关注焦点。本文从美拉德反应和焦糖化反应两条途径探究了AGEs和5-HMF的形成机理,并对近5年二者的检测方法进行了综述,阐述了各类方法的优缺点,以期为建立二者的通用检测方法奠定基础。在此基础上,从削减前体物质的供给、阻断中间体的转化,以及去除已经生成的AGEs和5-HMF这3个方面着手,综述了近年来相应所采用的抑制策略,以期为AGEs和5-HMF在食品中的控制及热加工食品质量与安全管理提供理论依据。

晚期糖基化终末产物(AGEs)对人软骨细胞自噬活性的影响研究

目的探究晚期糖基化终末产物(AGEs)对人软骨细胞自噬活性的影响。方法 (1)人软骨胞采用不同度的AGEs处理不同时间,采用CCK-8法检测细胞的活性。(2)AGEs浓度为100 mg/L处理人软骨细胞0 h,3 h,6 h,12 h,24 h,48 h后采用WB方法检测细胞LC3Ⅰ、LC3Ⅱ的表达。(3)不同浓度的AGEs(50 mg/L,100mg/L,200 mg/L)处理软骨细胞24 h后,采用WB方法检测细胞LC3Ⅰ、LC3Ⅱ的表达。结果 (1)CCK-8结果显示:在一定浓度范围内,AGEs处理人软骨胞的活性在短时间内(24 h之内)随时间的变化升高(与对照组比较P<0.05);在一定时间范围内,低浓度AGEs(100 mg/L)使人软骨胞的活性升高,高浓度AGEs(200 mg/L)使人软骨胞的活性降低(与对照组比较P<0.05)。(2)AGEs浓度为100 mg/L处理人软骨细胞LC3-Ⅱ的表达随时间的变化明显增加,与对照组比较在24 h后更为明显(P<0.05)。(3)不同AGEs浓度处理人软骨细胞24 h后,LC3-Ⅱ的表达明显高于对照组(P<0.05)。结论低浓度的AGEs在短时间内可能通过调节软骨细胞自噬增强细胞活性。长期的或者高浓度的AGEs使人软骨细胞自噬降低影响细胞的活性。

加工条件对BSA-Glucose模拟体系中晚期糖基化末端产物形成的影响

建立牛血清白蛋白-葡萄糖(BSA-Glucose)热加工模拟体系,用荧光光谱法测定激发光谱/发射光谱(λex/λem)=370nm/440nm荧光值,研究加热温度、加热时间、初始pH值、蛋白质浓度、抗氧化剂对晚期糖基化末端产物(advanced glycation end products,AGEs)形成的影响。结果表明:随着加热温度升高和加工时间延长,AGEs含量呈现先增加后减少的趋势,分别在100℃、60min时达到最大值;初始pH值对AGEs形成具有重要影响,pH7.0时产生AGEs最多,碱性条件次之,酸性条件最少;茶多酚、迷迭香酸、甘草黄酮对AGEs的生成具有显著的抑制作用;金属离子中Fe3+、Fe2+、Al3+、Zn2+和Ca2+对AGEs的形成无显著影响。因此,加工条件如加热时间、加工温度及初始pH值对BSA-Glucose模拟体系中AGEs的形成具有重要影响,且食品级天然抗氧化剂茶多酚、迷迭香酸和甘草黄酮可抑制AGEs形成,金属离子对AGEs形成无影响。

杏仁种皮黑色素抑制晚期糖基化末端产物的研究

建立牛血清蛋白-葡萄糖(BSA-Glucose)、牛血清蛋白-果糖(BSA-Fructose)和牛血清蛋白-丙酮醛(BSA-Methylglyoxal)的美拉德模拟反应体系,在体系中添加不同浓度的杏仁种皮黑色素,氨基胍(AG)作为阳性对照,37℃下反应,以荧光强度(Ex=370 nm,Em=440 nm)表示晚期糖基化末端产物(AGEs)含量,分析BSA-Glucose体系中蛋白质巯基、羰基含量变化,通过反相高效液相色谱/二极管阵列法(RP-HPLC-DAD)分析杏仁种皮黑色素对丙酮醛(Methylglyoxal,MGO)的清除效果。结果表明,杏仁种皮黑色素对BSAGlucose、BSA-Fructose、BSA-Methylglyoxal体系中AGEs的形成均有显著的抑制作用(P<0.05),抑制率最高分别达到73.81%、42.22%、38.57%。杏仁种皮黑色素能显著升高BSA-Glucose中蛋白质巯基含量(P<0.05),对MGO也具有清除作用,清除率随着时间的延长而升高,当反应24 h时,清除率达到最高,为63.54%。

空气煎炸温度和时间对香菇品质和晚期糖基化终末产物形成的影响

研究空气煎炸温度和时间对香菇(Lentinulaedodes)品质和晚期糖基化终末产物(advanced glycation end products, AGEs)形成的影响。以香菇为原料,通过不同温度(160、180℃)和时间(0、5、10、15、20min)的空气煎炸,测定香菇含水量、色泽、硬度,进行感官评定,并分析香菇中荧光性AGEs和非荧光性AEGs——羧甲基赖氨酸(Nε-(carboxymethyl)-lysine, CML)和羧乙基赖氨酸(Nε-(carboxyethyl)-lysine, CEL)3种美拉德反应产物的含量。结果表明:空气煎炸10、15、20 min时,180℃处理香菇的含水量显著低于160℃;其中180℃,空气煎炸20 min时,香菇含水量最低。与新鲜香菇相比,180℃空气煎炸20 min时亮度值L*最低,红度值a*、黄度值b*、色泽总差值ΔE和硬度最高。160、180℃时,与空气煎炸5 min相比,20 min时形态得分、色泽得分、香味得分、综合得分最低;180℃空气煎炸10 min的酥脆度最高。与新鲜香菇相比,180、160℃空气煎炸10 min时荧光性AGEs含量差异不显著,180℃时空气煎炸20 min时,荧光性AGEs含量最高;160℃空气煎炸20 min的CML含量最高;180℃空气煎炸20 min的CEL含量最高;160、180℃空气煎炸10 min时CML和CEL含量差异不显著。综上,180℃、10min为空气煎炸香菇的良好条件,此时香菇的色泽风味及口感均良好且荧光性AGEs、CEL及CML含量较低。

食品加工过程晚期糖基化末端产物生成机理的研究

近年来在食品中发现有较多的晚期糖基化末端产物(AGEs),尤其是脂类加工的食品中AGEs的含量较高。食源性AGEs对人体健康具有潜在危害性。为了研究脂类食品中AGEs的生成机理,选取羧甲基赖氨酸(CML)作为AGEs的代表,将CML的产生和食品加工过程相关联。按照从微观机理到宏观表象的整体研究思路,以模拟体系作为出发点,逐步将研究体系扩展到真实食品体系。从反应历程、中间产物、自由基和碳源4个角度深入探讨了脂类食品体系中CML的生成机理,为有效控制食品加工过程中潜在化学危害物的产生提供理论依据。主要研究内容及成果如下:(1)非脂类模拟体系中CML的化学反应动力学。CML在100℃条件下具有热稳定性,能够在食品中积累。果糖基赖氨酸(FL)和乙二醛(GO)作为生成食源性CML的重要中间产物,在食品加工过程都存在一个极大值点。在100℃条件下FL路径生成CML占主导地位,贡献率为84.7%,而GO路径生成CML占次要地位,贡献率为15.3%。分别建立了100℃条件下FL路径和GO路径生成CML的表观动力学方程。因此,有望通过在食品加工过程中调控加工参数和添加抑制剂等方式来控制食源性CML的产生。(2)脂类模拟体系中CML的生成机理。羟基自由基(OH*)对美拉德反应体系中生成CML的三条路径都具有促进作用。亚油酸(Lin)、油酸(Ole)和三油酸甘油酯(Tri)能够促使美拉德反应体系产生更多的OH*;,这些OH*促进了模拟体系中的FL和GO向CML的转化。甘油(Gly)对OH*具有清除作用,从而降低了模拟体系中的CML含量。就引发自由基而言,对CML的促进作用按照从大到小排列为:Ole﹥Lin﹥Tri﹥Glu﹥Gly。就中间产物而言,对CML的贡献按照从大到小排列为:FL路径(针对Glu)﹥Gly氧化产生GO路径﹥GO路径(针对葡萄糖(Glu))﹥Lin氧化产生GO路径﹥Ole氧化产生GO路径﹥Tri氧化产生GO路径。因此,脂类对CML生成的促进作用来源于两个方面:(1)促使美拉德反应模拟体系产生更多OH*,促进CML的产生;(2)不饱和脂肪酸和Gly氧化产生GO,成为生成CML的碳源。(3)植物油模拟体系中CML的生成规律。油脂对模拟体系中CML的促进作用和油脂中不饱和脂肪酸含量存在正相关性,即含有较多不饱和脂肪酸的油脂能够在美拉德反应模拟体系中引发较多的OH*从而促进GO和FL向CML转化。因此,在食品加工过程中,含有较多不饱和脂肪酸的油脂更容易促进CML的产生。(4)真实食品体系中CML的生成规律。食品储藏过程中,食源性CML会随着储藏时间的延长而逐渐积累。在食品加工过程中,脂类食品体系中CML的含量随着油脂含量的增加而逐渐增加。

果蔬发酵黑化褐变机制及晚期糖基化产物调控研究进展

果蔬的发酵黑化是其自身物质在高温、高湿的环境中产生的物理化学变化。黑化后的果蔬其营养价值丰富,但同时黑化过程中可能产生的晚期糖基化产物也对人体存在潜在危害。该文介绍了果蔬黑化褐变作用机制,其主要发生美拉德反应,酶促褐变和微生物作用等;简述了晚期糖基化产物的产生与危害,可能会导致糖尿病人产生一系列糖尿病并发症,诱导骨细胞凋亡,促进人体衰老等;总结了抑制晚期糖基化产物积累的方法,比如通过调控食品的工艺条件或者添加天然活性产物来抑制晚期糖基化产物的产生。未来可通过优化黑化反应条件或抑制美拉德反应进程来抑制晚期糖基化产物等有害物质的生成,得到更健康安全的黑化产品,从而预防或减轻人体疾病。

天然酚类化合物对晚期糖基化末端产物抑制作用研究进展

晚期糖基化末端产物(AGEs)是还原糖与氨基化合物通过美拉德反应(非酶糖基化)生成的一类物质。AGEs大量存在于热加工食品中,其在人体内的积累与多种疾病相关。天然酚类化合物是一种重要的膳食抗氧化剂,具有较强的抗糖基化能力,能够有效抑制AGEs的生成,近年来引起广泛的关注。本文通过总结国内外体外模拟反应体系的研究,探讨天然酚类化合物抑制AGEs生成的几种机制,旨在为天然酚类化合物抑制AGEs生成提供理论指导。天然酚类化合物主要通过其自由基清除能力、金属鳌合能力、羰基清除能力以及蛋白质结合能力抑制非酶糖基化反应。目前对于天然酚类化合物抑制AGEs的机制仍缺乏系统资料,对各机制的研究也亟待完善。由于酚类化合物安全无毒、来源广泛,因此在抑制AGEs在食品中的生成以及预防与治疗相关疾病等方面具有重要的研究价值。

紫苏提取物的抗氧化性能及其对晚期糖基化末端产物的抑制作用

本研究采用单纯形-重心设计方法提取紫苏中的活性成分,在对其进行抗氧化性能评价的基础上,考察其对BSA/Glucose模拟体系中晚期糖基化末端产物(Advanced glycation end products,AGEs)生成的抑制作用。结果表明:最佳提取溶剂组成为无水乙醇、蒸馏水、无水甲醇(1∶1.2∶3.4,v/v),三种溶剂之间存在的交互作用同时对紫苏中提取的抗氧化物质浓度产生影响;紫苏提取物对AGEs生成的抑制作用呈浓度依赖性,相同浓度的紫苏提取物与氨基胍(aminogunidine,AG)对AGEs生成的抑制效果存在显著性差异(P<0.05),当二者浓度为625μg/mL时,紫苏对AGEs生成抑制率为78.1%,而AG对其抑制率仅为60.3%;紫苏提取物中含有较高含量的迷迭香酸,含量为14.8 mg/g;紫苏提取物的添加可减少BSA/Glucose模拟体系中羰基的形成,抑制巯基的氧化及蛋白质与葡萄糖的交联。本研究为深入开发紫苏应用价值及有效控制食品热加工过程中AGEs的生成提供理论支撑。

乌饭树叶黄酮对UHT奶加工过程中晚期糖基化末端产物的抑制作用

以UHT奶为研究对象,探究乌饭树叶黄酮对UHT奶加工过程中晚期糖基化末端产物的抑制作用.结果表明:在UHT奶加工过程中,乌饭树叶黄酮具有明显的抑制AGEs和CML生成的作用,且抑制作用与乌饭树叶黄酮添加量呈正相关;乌饭树叶黄酮合适的添加量为8%.在UHT奶贮藏过程中,贮藏时间不宜超过15 d,同时低温贮存.乌饭树叶黄酮的添加更有利于降低蛋白糖基化的进程,减少AGEs形成和CML的含量.本研究为乌饭树叶黄酮在UHT奶加工过程中可抑制AGEs的生成提供了理论支持.

UHT奶生产过程中晚期糖基化末端产物的抑制调控

以UHT奶为对象,以UHT奶中荧光性晚期糖基化末端产物(AGEs)含量为指标,考查加工条件(糖种类、糖添加量)、贮藏条件(温度和时间)以及黄酮(槲皮素、芦丁、染料木素和儿茶素)对UHT奶加工过程中AGEs形成的影响。结果表明在UHT奶加工过程中,糖对AGEs的生成促进作用由大到小依次为果糖、葡萄糖、果葡糖浆和蔗糖,蔗糖适宜作为UHT奶加工过程中的糖原料,蔗糖合适的添加量为2%。UHT奶在贮藏过程中,荧光性AGEs的形成与贮藏温度和贮藏时间呈正相关关系,UHT奶在低温贮藏温度为4℃、贮藏时间不易超过15 d的条件下,更有利于抑制蛋白糖基化,降低AGEs的生成。食源性黄酮具有明显的抑制AGEs的生成,其中芦丁具有较好的抗糖化作用,适宜作为一种UHT奶贮藏过程中天然有效的AGEs抑制剂。本研究表明通过控制糖种类、糖添加量、贮藏条件和加入适量的AGEs抑制剂,能够在一定程度上有效降低UHT奶加工过程中AGEs的生成。

食品体系中晚期糖基化终产物的研究进展

晚期糖基化终产物(AGEs)在食品体系中广泛存在,进入人体后在体内累积并影响健康,国内研究专注于其致病机理以及临床检测,而对食品进物体系中的晚期糖基化终产物研究甚少。本文结合多年文献研究,从AGEs的形成机理、常见食品中AGEs的含有量、检测方法以及AGEs抑制剂这几个方面对目前的研究进展做一全面概述,为进一步准确检测AGEs并抑制其产生提供理论依据。

晚期糖基化终产物对心肌细胞细胞周期和凋亡的影响

目的探讨晚期糖基化终产物(advanced glycation end products,AGEs)对体外培养乳鼠心肌细胞细胞周期及凋亡的影响.方法体外培养3～5 d的乳鼠心肌细胞,用含1%或10%胎牛血清的DMEM培养基中继续培养24 h,应用流式细胞仪和原位末端标记技术观察不同浓度AGEs(50、100μg/ml)对心肌细胞刺激12、24、48 h后细胞周期分布、凋亡率及凋亡小体/凋亡细胞核分布的影响.结果AGEs对心肌细胞细胞周期分布无明显影响;在正常培养液培养时,心肌细胞的凋亡随着培养时间延长而增加,24、48 h与12h相比,凋亡小体/凋亡细胞核分别增加了0.55、1.23倍;AGEs可以明显增加心肌细胞的凋亡程度,并随着刺激时间、刺激浓度的增加而增加,50、100μg/ml AGEs组与对照组相比,凋亡小体/凋亡细胞核12、24、48 h分别增加了0.74和1.21、1.15和1.78、0.83和1.19倍.结论AGEs对心肌细胞细胞周期分布无影响,但可以通过增加心肌细胞凋亡率对心肌细胞造成损伤.

食品加工中晚期糖基化末端产物形成机制及消除技术研究进展

一、晚期糖基化末端产物概述1984年,首次有人提出了晚期糖基化末端产物(AGEs)这一说法。说法指出,AGEs是在美拉德反应过程的最终周期内,由多种物质(糖类的羰基和多肽、氨基酸、蛋白质等一些成分中的氨基)在非酶条件下所产生。AGEs不是以单体形式存在,属于化合物,具有稳定的化学性,品类较多,在生物体内以不同形式存在。

晚期糖基化终末产物的临床病理机制及抑制剂的研究进展

在糖尿病患者体内以及衰老进程中晚期糖基化终末产物 (AGEs)是不断积累的 ,其可以通过直接或间接的方式对机体产生病理作用。本文概述了AGEs对各种组织或细胞包括心血管组织、肾脏、大脑和骨组织等的间接病理作用和机制、介导该作用的AGEs受体或其他结合蛋白 。

西红花酸对晚期糖化终产物诱导内皮细胞晚期糖基化终产物受体表达的抑制作用(英文)

目的:研究西红花酸对晚期糖基化终产物(AGE)诱导牛内皮细胞(BEC)中晚期糖基化终产物受体(RAGE)mRNA表达的抑制作用,并探讨其可能机制。方法:不同浓度的西红花酸(1、0.1、0.01μmol/L)预孵BEC细胞12h后,用AGE(100mg/L)刺激细胞12h,RT-PCR法测定RAGEmRNA的表达水平;ELISA法测定细胞间黏附分子-1(ICAM-1)的表达;试剂盒分别检测胞外超氧阴离子和硫代巴比妥酸反应产物(TBARS)浓度;同时,还用2,7-二氯荧光素(DCFH)测定了胞内H2O2的浓度,并用罗丹明123(Rh123)荧光法及MTT法分别检测细胞线粒体膜电位(MMP)水平和其琥珀酸脱氢酶(MSDH)的活性。结果:与AGE模型组相比,西红花酸能显著抑制RAGE mRNA的表达(P<0.05),降低胞外超氧阴离子和TBARS(P<0.01或P<0.05)及胞内H2O2水平;结果还显示,西红花酸能提高细胞MMP水平和MSDH活性。对ICAM-1蛋白表达也有抑制作用,且呈时间和剂量依赖性。结论:西红花酸可能通过清除AGE与RAGE结合产生的活性氧(ROS)来抑制RAGE mRNA的高表达。提示西红花酸对糖尿病血管病变有潜在的治疗价值。

非酶糖化、晚期糖基化终产物与阿尔茨海默病

许多证据显示非酶糖化及其晚期产物-晚期糖基化终产物(AGEs)在阿尔茨海默病(AD)发病中的重要作用。AGEs促进蛋白交联;糖化β-淀粉样蛋白与AGEs受体相互作用激活小胶质和星形胶质细胞,促进氧化应激、分泌诱导型一氧化氮合酶和前炎症细胞因子,并损伤神经元,促进AD的发生发展。AGEs及其受体在AD中的可能作用机制为开发预防、治疗AD的新药提供理论基础。

晚期糖基化终产物对大鼠胸腺组织结构的影响

为了探讨外源性晚期糖基化终产物(AGEs)对大鼠胸腺组织结构的影响,试验应用大鼠血清蛋白制备外源性AGEs,经尾静脉给大鼠注射外源性AGEs,检测胸腺组织结构的变化,并与青年对照组和老龄对照组大鼠进行比较。结果表明:AGEs组大鼠胸腺皮质变薄,淋巴细胞密度降低,髓质区域变大,细胞核固缩、形态不规则,染色质边集,线粒体嵴断裂并呈空泡化。说明外源性AGEs可诱导大鼠胸腺组织结构衰老样变。

重组大鼠溶菌酶N端多肽的原核表达及其对晚期糖基化终产物的结合作用

目的:探讨溶菌酶N端多肽片段基因的重组并在原核中表达,研究该片段与晚期糖基化终产物(advanced glycation end products,AGEs)的结合作用。方法:从SD大鼠外周血白细胞中抽提总RNA,经逆转录并扩增大鼠溶菌酶N端基因片段,以质粒pET-30 a(+)为载体构建表达质粒pLY77。含pLY77的工程菌Rosetta(DE3)经IPTG诱导,对该重组多肽进行高效表达。表达产物经N i+-NTA琼脂糖柱层析纯化后,得到的溶菌酶N端多肽片段LY77经SDS-PAGE和W estern印迹法鉴定,ELISA法分析体外结合活性。结果:LY77在Rosetta(DE3)中高效表达,主要以可溶性蛋白的形式存在,相对分子质量约为11 000;LY77对体外制备的晚期糖基化蛋白BSA-AGEs具有显著的结合活性。结论:LY77对AGEs具有很高的亲和力,为进一步探讨LY77可能应用于体内促进AGEs的清除和参与免疫调节作用奠定基础。