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。

铜绿微囊藻中的紫外保护物质类菌孢素氨基酸(MAAs)与水华形成机制探讨

类菌孢素氨基酸(mycosporine-like amino acids, 间称MAAs)存在于许多生物体内,对紫外辐射(UVR)有较高的吸收能力,被认为有保护细胞、减少UVR损伤的功能. 通过对从太湖分离、室内培养的铜绿微囊藻和以微囊藻为优势种类的太湖浮游植物样品的吸收光谱和反相高效液相色谱分析,发现铜绿微囊藻和太湖浮游植物都含有shinorine和porphyra-334两种MAAs,但以shinorine为主. 本文还讨论了MAAs与铜绿微囊藻水华形成的关系.

江蓠中类菌孢素氨基酸(MAAs)分离纯化及其成分分析

存在于海洋生物中,尤其是藻类中的类菌孢素氨基酸(mycosporine-like amino acids,MAAs),是一种吸收紫外线的物质,可用于紫外线防护品的原料,具有商业开发的前景。对湛江沿海产江蓠中MAAs进行了分离和结构鉴定,确定江蓠MAAs的主要组成及比例。利用C-18 Sep-Pak固相萃取柱和半制备型HPLC对湛江产江蓠中MAAs成分进行分离纯化。根据化合物的特征、紫外吸收波长和波谱数据鉴定其主要成分的结构,并结合参考文献确定湛江产江蓠MAAs的4种主要成分是palythine、shinorine、palythinol和porphyra-334,其比例约为4.9∶1∶1.2∶9.9。同时,比较了UV法和HPLC法对湛江产江蓠MAAs主要成分porphyra-334含量检测的准确度,建立了两种检测方法的拟合曲线,并通过试验验证,最终确立了HPLC对MAAs主要组成成分的检测方法。

江蓠中类菌孢素氨基酸(MAAs)成分分析及提取研究

利用高效液相色谱技术对江蓠(Gracilariaceae)中类菌孢素氨基酸(MAAs)进行了分析,并采用响应面分析法对MAAs物质的提取工艺进行优化研究。根据正交旋转组合试验设计原理,采用四因素五水平的响应面分析法,依据回归分析确定各因素的显著程度及最优工艺条件。结果表明,江蓠中MAAs的主要成分为porphyra-334;提取温度、浸提时间、甲醇浓度及液固比为影响MAAs物质提取的显著因素。通过多元二次回归拟合模型响应面分析,得到最优工艺条件:提取温度48.12℃,液固比34∶1,甲醇浓度25%,浸提时间1.85 h,优化条件下预测提取率为4.943 mg/g;试验值为4.893 mg/g,试验值与预测值吻合较好,响应面回归模型的准确性得到验证。

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。

紫外辐射对铜绿微囊藻中类菌孢素氨基酸(MAAs)的诱导效应

用8w紫外灯，距离藻10cm，以5min／d、10min／d、20min／d连续照射6d的间断处理和连续照射1h、1．5h,2h、3h、6h、12h的连续处理两种方式处理铜绿微囊藻，测得水溶性色素提取液在200～400nm间的吸收光谱与对照组相比较，没有产生新的吸收峰，说明MAAs的产生不需要紫外线的诱导。同时随着紫外辐射剂量的增加，MAAs的含量先增加，当达到一定的辐射剂量之后，MAAs的含量随着紫外辐射剂量的增加而减小。

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。

紫菜中类菌孢素氨基酸纯化工艺的优化及其抗紫外辐射作用研究

为了筛选纯化紫菜类菌孢素氨基酸(mycosporine-like amino acid,MAAs)的离子交换树脂,优化纯化工艺,并研究纯化后MAAs体外抗紫外辐射活性,本研究通过静态动力学吸附及解析实验,筛选纯化树脂;结合动态动力学吸附及解析单因素实验建立响应面法对SA-2型阳离子树脂纯化MAAs的二次多项式模型,对MAAs的纯化工艺进行优化;通过建立大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的复合紫外线(UVA+UVB)损伤模型,分析纯化后MAAs样品的体外抗辐射活性。结果表明:静态动力学吸附及解析实验筛选出SA-2型阳离子树脂为纯化MAAs的最佳树脂,吸附率和解析率分别为86.01%和56.63%;吸附的最佳工艺条件为:上样液质量浓度3 g/L、上样流速1 m L/min、上样液pH为6、洗脱液体积分数为3%、洗脱流速为1.5 m L/min、洗脱液pH为6;在此条件下吸附率为79.21%,洗脱率为64.02%;纯化后的MAAs样品能有效抑制紫外辐射而造成的损伤,将菌种失活速度分别降低了39.10%和40.58%,表现出显著的抗紫外辐射活性。

紫菜类菌孢素氨基酸抗皮肤光老化的研究

为探究从坛紫菜中提取的类菌孢素氨基酸(MAAs)化合物对紫外线诱导产生的小鼠皮肤光老化作用的保护机制,实验采用乙醇热水提取法,提取坛紫菜中的MAAs,对其化合物的基本成分组成进行鉴定;通过观测小鼠造模部位皮肤的损伤情况,结合皮肤病理切片来评价坛紫菜MAAs对光老化小鼠的保护作用,并通过测定小鼠组织中超氧化物歧化酶(T-SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)的活性及丙二醛(MDA)的含量和皮肤组织中羟脯氨酸(Hyp)的含量,分析MAAs化合物对光老化皮肤的保护机制。结果显示,从坛紫菜中提取的类菌孢素氨基酸类化合物主要组分为Porphyra-334和Shinorine;紫菜MAAs可有效改善因紫外线诱导而产生的皮肤光老化的发生;与模型组小鼠相比,外涂给药组小鼠皮肤组织中SOD、GSH-Px的活性及Hyp的含量显著性提高,MDA的含量显著降低;而灌胃给药组与空白对照组小鼠相比体内抗氧化酶活性作用水平变化不明显。研究表明,紫菜MAAs对紫外线诱导的皮肤光老化具有保护作用。

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。

2种大型海藻类菌孢素氨基酸提取物对纳他霉素光降解的抑制作用

纳他霉素是一种天然的食品添加剂,光照会明显影响纳他霉素活性、加速其降解。类菌孢素氨基酸(MAAs)是大型海藻中广泛存在的一类水溶性化合物,具有抗紫外辐射等多种生物活性。将红毛苔和石花菜MAAs提取物,分别加入纳他霉素溶液中,分析MAAs提取物对纳他霉素光降解的影响。在光照试验第10d,对照组纳他霉素含量为原含量的10.20%,添加红毛苔和石花菜MAAs提取物光照组中纳他霉素含量分别为原含量的85.10%和82.81%。MAAs对纳他霉素的光降解表现出明显的抑制作用。进一步,分析了MAAs提取物浓度与其对纳他霉素光降解抑制作用间的关系。结果表明,随MAAs提取物浓度的增大,它们对纳他霉素光降解的抑制作用增强。这是第一次报道红毛苔和石花菜MAAs提取物对纳他霉素光降解的抑制作用。

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。

石莼类菌孢素氨基酸的提取工艺及对副溶血弧菌的抑菌机理

为探明石莼类菌孢素氨基酸(MAAs)的提取工艺及对副溶血弧菌的抑菌机理,本研究采用单因素实验和响应面优化试验,分析了液固比、提取温度和提取时间对石莼MAAs得率的影响,并对MAAs进行了硅胶柱层析分离以及HPLC和ESI-MS鉴定。通过扫描、荧光显微镜观察胞内核酸、蛋白质的泄露及DNA分解等分析MAAs对副溶血弧菌的抑菌机理。结果表明,石莼MAAs的最佳提取参数为液固比25:1 mL/g、提取温度40℃和提取时间118 min,制备到的MAAs得率为179.34±3.91 mg/g。石莼MAAs明显破坏了副溶血弧菌的细胞膜,导致了胞内核酸和蛋白质泄露,并促使菌体内DNA发生分解。MAAs经硅胶柱层析分离获得2个组分,经鉴定组分H2为shinorine,其在石莼干粉末中含量可达10.32 mg/g。本研究为石莼MAAs的制备和副溶血弧菌的生物防治提供了技术参考。

类菌孢素氨基酸生物合成研究进展

现有的人工合成的防晒剂可能危害环境,而天然的水溶性小分子抗辐射化合物——类菌孢素氨基酸(mycosporine-like amino acids,MAAs)有望成为环境友好型防晒剂,具有广阔的应用前景。从生物体内提取的MAAs产量不足,无法满足商用需求。以合成生物学方法在宿主细胞中表达MAAs合成基因簇是解决MAAs供应不足的有效策略。本文简介MAAs的生物合成途径,总结现有MAAs生物合成研究的成果,分析探讨MAAs生物合成发展方向。

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。