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摘要
在盘菌资源与系统分类等方面,我国真菌学家庄文颖先生做了大量的研究工作,其成果十分显著。多年来,本课题组对粒毛盘菌属（Lachnum）多糖、色素、多酚等次级代谢产物进行了发酵、提取、纯化、结构、分子修饰、生物活性及其构效关系等方面研究,发现该属菌种具有重要的应用价值,在功能食品及医药等领域具有广阔的应用前景。粒毛盘菌属（Lachnum）很大,具世界性分布,迄今世界报道了250多种,我国约50多种,隶属于柔膜菌目（Helotiales）晶杯菌科（Hyaloscyphaceae）。我们对来自华东、华中、华南等地区粒毛盘菌属真菌进行了资源调查及发酵研究,发现绝大多数菌种能产生多糖,许多菌种能产生色素（黑色素、黄色素）与多酚,部分菌种能产生油脂、甘油等,且不同菌种（株）多糖（黑色素）的结构不同,其活性呈现多样性。在此列举几例。1.多糖我们的研究表明,Lachnum YM268胞外多糖（LEP 268）具有保湿、抗氧化及免疫调节活性,并且通过HPGPC、GC-MS、甲基化、高碘酸氧化、Smith降解、FT-IR和NMR（1HNMR、13C NMR、COSY、TCOSY、HSQC和HMBC）等方法对其进行结构表征,确定其由甘露糖和半乳糖组成,摩尔比为20.6:1.0;分子量为1.52×105Da;主链由→2)-α-D-Manp-（1→、→3）-α-D-Manp-（1→、→2,6）-α-D-Manp-（1→和→3）-β-D-Galp-（1→组成,支链连接到主链中→2,6）-α-D-Manp-(1→的O-6位置。进一步对LEP 268进行邻苯二甲酰化修饰,发现此衍生物具有更高的免疫调节活性,并且其取代度（DS）为0.251。Lachnum YM406胞外多糖（LEP 406）具有抗氧化、降血糖及保肝活性,其分子量为2.8×104Da,是一种均一半乳甘露聚糖,主链由α-（1→3,4）-D-Manp、α-（1→2）-D-Manp、α-（1→2,6）-D-Manp以及β-（1→3）-D-Galp构成,支链由α-D-Manp-(1→、α-（1→3,4）-D-Manp、α-（1→2）-D-Manp、α-（1→2,6）-D-Manp以及β-（1→3）-D-Galp构成。进一步对其进行磷酸化修饰和硒化修饰,结构分析表明二者取代度分别为0.17和0.03,磷酸基团取代在α-D-Manp-(1→的C-2和C-4位、α-（1→3,4）-D-Manp的C-2、α-（1→2）-D-Manp或α-（1→2,6）-D-Manp的C-4以及甘露糖或半乳糖的C-6位;亚硒酸基团取代在α-D-Manp-(1→的C-2以及甘露糖或半乳糖的C-6位;并且LEP 406磷酸化和硒化衍生物均具有更强的抗肝损伤作用。经过结构解析,确定Lachnum YM281胞外多糖（LEP 281）是一种（1→3）-,（1→6）-β-D-葡聚糖,分子量约为4.02×104Da。其主链是由β-1,3-D-吡喃型葡萄糖残基组成,平均每5个葡萄糖残基为一个重复单元,每个重复单元具有一个支链,支链由2个D-吡喃型葡萄糖残基以β-1,3-键型组成,并以β-1,6-键连接在主链葡萄糖的6位碳上。我们发现LEP 281能有效降低高血脂性脂肪肝模型小鼠的血脂水平,并且对肝脏具有保护作用;我们还对其进行羧甲基化修饰,修饰后的衍生物能显著缓解慢性肾衰竭小鼠的肾衰症状;铁离子修饰LEP 281后,该衍生物含铁量17.04%,红外光谱结果显示LEP-1b-Fe中铁核是聚合的β-FeOOH结构,且Fe（III）与LEP 281的相互作用主要发生在羟基基团上,并且其能显著改善小鼠缺铁性贫血症状。LEP 281硒化修饰后,-Se（O）OH基团连接在C-6的O-6位置,多糖基本结构没有改变,并且该衍生物具有更强的降血脂和保肝活性我们发现Lachnum YM120胞外多糖（LEP120）的分子量为32237 Da,单糖组分为葡萄糖,是一种具有β-D-构型的吡喃葡聚糖,主链和支链均由1→3键连接组成,支链以1→6键连接在主链葡萄糖的C-6位。该多糖具有显著的体外抗氧化活性,并且对无水乙醇型胃溃疡具有显著的预防作用。对该多糖进行磷酸化修饰,–H2PO3基团含量为6.39%,连接在LEP 120支链的C-6上,并且该多糖原有的基本构未发生。LEP 120能够显著地抑制S180肿瘤的生长,并且磷酸化修饰后的衍生物具有更强的抗肿瘤活性。上述结果表明,多糖的一级结构,如分子量、糖残基种类及比例、糖苷键构型、糖环类型、糖残基间的连接位点以及序列等对多糖的生物活性具有重要影响。2.黑色素不同种粒毛盘菌其黑色素结构与活性不同。例如,对Lachnum YM226黑色素（LIM 226）进行元素分析、紫外-可见吸收光谱、红外光谱、电子自旋共振谱、质谱及1/2D核磁共振谱分析,推导出其可能的化学结构。通过对其进行氨基葡萄糖修饰,显著提高了其水溶解度及对急性酒精性肝损伤的保护作用。此外,我们还制备了LIM 226-铁复合物,该复合物能够显著缓解小鼠缺铁性贫血。我们还对Lachnum YM346黑色素发酵、提取条件进行优化,黑色素产量、得率较优化前分别提高38.6%和3.19%;结构分析表明,其分子式为C18H8O6N2,属于吲哚型真黑色素;并且还发现其具有抑菌活性。我们发现Lachnum YM156黑色素和Lachnum YM30黑色素分别具有对慢性肾衰竭小鼠的缓解作用和金黄色葡萄球菌、副溶血性弧菌的抑菌作用。3.油脂及多酚我们对粒毛盘菌产油脂突变株Lachnum Z60胞外油脂进行了GC-MS分析,结果表明亚油酸甲酯为主要成分（32.7%）,并采用正交实验对其纯化条件进行了优化,使其纯度达到50.1%。通过原生质体诱变的方法,获得了一株高产粒毛盘菌胞外多酚突变株Lachnum YMU50,其多酚产量提高了71.11%;此外,我们还对其发酵条件进行了优化,研究了硝普钠对多酚的积累及抗氧化防御系统的影响及其纯化条件进行优化。
- 出版日期2017
- 单位食品科学与工程学院; 合肥工业大学
