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槲皮素-3-O-葡萄糖苷抑制α-乳白蛋白非酶糖基化機制分析

2023-11-07 04:14徐林菊彭春彥王佩欣謝作樺賈曉燕涂宗財
食品科學 2023年20期
關(guān)鍵詞:殘基糖基化果糖

張 露,徐林菊,彭春彥,王佩欣,謝作樺,謝 星,賈曉燕,涂宗財,3,*

(1.江西師范大學生命科學學院,國家淡水魚加工技術(shù)研發(fā)專業(yè)中心,江西 南昌 330022;2.江西德上制藥股份有限公司,江西 樟樹 331200;3.南昌大學 食品科學與技術(shù)國家重點實驗室,江西 南昌 330047)

糖基化反應(yīng)是普遍存在于食物加工儲存過程中還原糖羰基和蛋白質(zhì)游離氨基之間的羰氨縮合反應(yīng),會形成一系列含氮和含氧雜環(huán)的異質(zhì)熒光產(chǎn)物,如5-羥甲基糠醛(5-hydroxymethylfurfural,5-HMF)、丙烯酰胺、活性自由基和晚期糖基化產(chǎn)物(advanced glycosylation end products,AGEs)等[1]。研究發(fā)現(xiàn)一些糖基化產(chǎn)物會對細胞或人體產(chǎn)生多種危害,如體內(nèi)過多的5-HMF可促進腸道隱性病灶的發(fā)展[2];食物中的丙烯酰胺攝入過多會加速細胞凋亡和促進炎癥反應(yīng),其代謝產(chǎn)物環(huán)氧丙酰胺也會通過攻擊DNA造成機體損傷[3];AGEs在體內(nèi)的積累會增加糖尿病、腎病、動脈粥樣硬化等疾病的發(fā)生概率[4],因此,減緩非酶糖基化的反應(yīng)進程和抑制有害糖基化產(chǎn)物的生成對提高食品安全,促進人體健康具有重要意義。

目前,人工合成的糖基化抑制劑氨基胍對非酶糖基化具有較好抑制效果,但其毒副作用強,會引起胃腸功能紊亂、肝功能異常、貧血等癥狀,已被臨床上禁止使用[5]。多酚是天然抗糖基化劑的優(yōu)質(zhì)來源,具有高效、低毒和副作用小等特點,是目前的研究熱點。據(jù)報道,多酚可通過清除自由基、影響蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)、捕獲甲基乙二醛等多種方式抑制糖基化過程以及糖基化產(chǎn)物的形成[6]。如:Wu Chihao等[7]發(fā)現(xiàn)槲皮素、山柰酚、異鼠李素和楊梅素可有效抑制卵清蛋白-果糖體系的糖基化反應(yīng),屏蔽卵清蛋白(ovalbumin,OVA)的糖基化位點,減少5-HMF等有害產(chǎn)物的形成。Jia Li等[8]發(fā)現(xiàn)狹葉沙棗花提取物及其主要成分丁香苷可與OVA自發(fā)結(jié)合,改變OVA的構(gòu)象,減少其與果糖的結(jié)合位點,表現(xiàn)出顯著的糖基化抑制效果。槲皮素-3-O-葡萄糖苷(quercetin-3-O-β-D-glucuronide,Q3G)是槲皮素的同系化合物,由于其葡萄糖苷部分α鍵的伸長使其生物利用度和安全性均優(yōu)于蘆丁及槲皮素[9]。前期研究發(fā)現(xiàn),Q3G通過與牛α-乳白蛋白(bovineα-lactalbumin,α-La)相互作用,改變其構(gòu)象,顯著減少AGEs的形成,然而,其抑制機制尚不明確,需要進一步的探究[10]。

本實驗以α-L a-果糖為糖基化模型,以Q3G為抑制劑,通過檢測褐變程度和游離氨基、果糖胺、5-HMF等的含量,并利用十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠電泳(sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis,SDS-PAGE)分析糖化導致的α-La交聯(lián),考察Q3G對非酶糖基化的抑制活性;然后,利用分子對接技術(shù)分析Q3G與α-La之間的相互作用關(guān)系,并運用超高效液相色譜-四極桿-靜電場軌道離子阱串聯(lián)質(zhì)譜(ultra-high performance liquid chromatography-quadrupoleorbitrap tandem mass spectrometry,UPLC-Q-Orbitrap MS/MS)技術(shù)探究Q3G對α-La糖基化位點的影響,旨在揭示Q3G對非酶糖基化的抑制機制。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

Q3G、L-賴氨酸(L-lysine,Lys)上海源葉生物科技有限公司;氨基胍(aminoguanidine,AG)、尿素、二硫蘇糖醇(dithiothreitol,DTT)、碘乙酰胺(iodoacetamide,IAA)美國Bio-Rad公司;乙腈、甲醇、甲酸(均為色譜級)上海阿拉丁生化科技股份有限公司;α-La 美國Sigma公司;三氟乙酸、鄰苯二甲醛(o-phthaladehyde,OPA)、胰蛋白酶、糖化血清蛋白檢測試劑盒、果糖及其他試劑(均為分析級)北京索萊寶科技有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

Synergy H1多功能酶標儀 美國BioTek公司;1260液相色譜儀 美國Agilent Technologies Inc科技公司;UPLC-Q-Orbitrap MS/MS儀 美國Thermo Fisher公司。

1.3 方法

1.3.1 糖基化體系制備

參照文獻[10]方法構(gòu)建α-La糖基化體系。取1 mL 20 mg/mLα-La(pH 7.4,200 mmol/L磷酸鹽緩沖溶液(phosphate buffered saline,PBS)含0.2%疊代鈉)、1 mL 20 mg/mL果糖(溶于PBS)和100 μL不同濃度樣品于試管中混勻,55 ℃反應(yīng)24 h后快速冷卻到室溫,-4 ℃冰箱保存用于后續(xù)分析。以AG為陽性對照品,無水乙醇和PBS代替反應(yīng)體系的Q3G和果糖為控制組和空白組。

1.3.2 游離氨基測定

參照劉俊等[11]的方法測定樣品中游離氨基含量。取50 μL適宜濃度樣品與1 mL OPA混勻,避光反應(yīng)2 min后,取200 μL反應(yīng)液于96 孔酶標板上,采用酶標儀測定其在340 nm波長處的吸光度,以PBS代替樣品為空白對照。配制0~0.8 mg/mL的Lys標準品溶液用于制作Lys標準曲線,獲得標準曲線y=1.6304x+0.1323,R2=0.9989。結(jié)果以Lys當量(mg/mL)表示。

1.3.3 果糖胺含量測定

采用糖化血清蛋白試劑盒測定樣品中果糖胺的含量,詳細方法參照試劑盒說明書。

1.3.4 褐變程度測定

參考Tu Zongcai等[12]的方法測定樣品的褐變程度。取一定量5 倍稀釋后的樣品于96 孔酶標板上,采用酶標儀測定樣品在294 nm波長處的褐變程度,以PBS代替樣品作為空白對照。實驗結(jié)果以A294nm表示。

1.3.5 5-HMF含量的測定

參照李軍等[13]的方法測定樣品中5-HMF的含量。取1 mL樣品與100 μL 6 mol/L鹽酸于試管中,沸水浴反應(yīng)15 min,冷卻至室溫后,4000 r/min離心20 min,收集上清液,過0.22 μm濾膜,采用配備有Phenomenex C18柱(150 mm×4.6 mm,5 μm)的UPLC儀進行定量分析。色譜條件如下:流動相:A為0.1%的甲酸溶液,B為純甲醇;流速:0.6 mL/min;柱溫:25 ℃;紫外檢測波長:285 nm;進樣量:10 μL。采用30% B對樣品等度洗脫20 min。配制1、2、2.5、5 μg/mL和7.5 μg/mL的標準品溶液用于制作5-HMF的標準曲線,獲得標準曲線y=129.85x+330.94,R2=0.998。實驗結(jié)果表示為μg/mL。

1.3.6 SDS-PAGE分析

參照劉俊等[11]的方法進行SDS-PAGE分析。制備5%濃縮膠和12%分離膠,并調(diào)節(jié)樣品蛋白質(zhì)量濃度至1 mg/mL,將蛋白質(zhì)溶液與樣品緩沖液以3∶1(V/V)的比例混合,沸水浴5 min。取10 μL樣品進行SDS-PAGE分析,再用考馬斯亮藍染色液染色0.5 h,脫色24 h,拍照分析。

1.3.7 分子對接

從蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫(protein data bank,PDB)獲取α-La的3D結(jié)構(gòu)(PDB編號:1F6S),從NCBI網(wǎng)站下載Q3G的三維結(jié)構(gòu)(https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/5280804),再采用AutoDock Tools 1.5.6對α-La和Q3G的結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化處理,生成.pdb文件,用于后續(xù)分子對接。利用Discovery Studio 2017軟件擬合配體與氨基酸殘基之間的相互作用關(guān)系,參數(shù)如下:對接盒子中心坐標(X,Y,Z:46.76,99.312,12.307),盒子大小為60 ?×60 ?×60 ?,格點間距0.375 ?,對接次數(shù)設(shè)為100,采用拉馬克遺傳算法進行擬合,并選擇具有最低結(jié)合能的構(gòu)象作為模型用于后續(xù)分析。

1.3.8 糖基化位點鑒定

1.3.81 樣品的水解

參考ZhangLu等[14]的方法,使用SDT緩沖液(4% SDS、100 mmol/L Tris-HCl、1.0 mmol/L DTT,pH 7.4)、50 mmol/L IAA溶液(溶于UA緩沖液:8.0 mol/L尿素、150 mmol/L Tris-HCl,pH 8.0)和碳酸氫銨緩沖液(100 mmol/L,pH 8.5)對糖基化α-La溶液進行變性、還原和烷基化處理。然后用胰蛋白酶在37 ℃水解糖蛋白16 h,并用50%三氟乙酸溶液終止水解。最后將水解產(chǎn)物于14000 r/min離心10 min,收集過濾的蛋白水解肽用于UPLC-Q-Orbitrap MS/MS分析。

1.3.82 UPLC-Q-Orbitrap MS/MS分析

采用3000RSLCnano液相色譜系統(tǒng)對蛋白質(zhì)水解肽進行分離。流動相A和流動相B分別為含0.1%甲酸的超純水和含0.1%甲酸的乙腈組成。洗脫程序為:0~6 min,96% A、4% B;6~50 min,96%~75% A、4%~25%B;50~58 min,75%~60% A、25%~40% B;58~61min,60%~15% A、40%~85% B;61~66 min,15% A、85% B;66~73 min,96% A、4% B。流速300 nL/min;進樣量2.0 μL。

采用UPLC-Q-Orbitrap MS/MS獲取肽段的MS和MS/MS數(shù)據(jù)。MS參數(shù)為:負離子模式,質(zhì)量掃描范圍:m/z300~1800;裂解模式:電子轉(zhuǎn)移解離(electron transfer dissociation,ETD)和高能碰撞解離;MS分辨率:60000;自動增益控制為:4×105;最大注射時間:50 ms;歸一化碰撞能量:30 eV。MS/MS參數(shù):分辨率15000;自動增益控制:4×105;最大注射時間:50 ms;歸一化碰撞能量:30 eV。

1.4 數(shù)據(jù)分析

所有實驗重復3 次,采用IBM SPSS 25.0軟件進行統(tǒng)計學分析,結(jié)果以±s表示。通過單因素方差分析評價樣品之間的差異顯著性(P<0.05,差異顯著);采用OriginPro 2017對數(shù)據(jù)進行作圖(OriginLab Corp,USA)。

2 結(jié)果與分析

2.1 游離氨基含量

美拉德反應(yīng)誘導的糖基化主要發(fā)生在Lys殘基的ε-氨基上,而在組氨酸的咪唑基團、色氨酸的吲哚基團、精氨酸(Arg)殘基的胍基和蛋白質(zhì)的N端上發(fā)生的程度較低,因此,Lys殘基上游離氨基的數(shù)量可反映糖基化的程度[15]。如圖1所示,Q3G顯著提高了糖基化過程中游離氨基的含量,呈現(xiàn)出劑量效應(yīng),且效果強于陽性對照品AG。當添加Q3G濃度為3 mmol/L時,體系中的游離氨基質(zhì)量濃度最高,達0.693 mg/mL,約為控制組(0.521 mg/mL)的1.33 倍。以上結(jié)果表明Q3G阻止了α-La游離氨基參與糖基化反應(yīng),減緩了糖基化反應(yīng)的進程,可能的原因是Q3G通過清除活性自由基減少了游離氨基的氧化。Dias等[16]通過熒光分析測定氨基酸氧化的標記物也發(fā)現(xiàn)槲皮素和蘆丁有同樣的效果,與本研究一致。

圖1 Q3G和AG對糖基化過程中游離氨基含量的影響Fig.1 Effects of Q3G and AG on the content of free aminos in α-La/fructose glycosylation system

2.2 果糖胺分析

果糖胺是非酶糖基化早期標志物,通過測定其含量可考察Q3G對非酶糖基化早期反應(yīng)的抑制能力。如圖2所示,Q3G顯著抑制了糖基化過程中果糖胺的形成,且存在濃度依賴性。當Q3G添加濃度為1、2 mmol/L和3 m m o l/L 時,果糖胺濃度分別為1.69、1.21、1.26 mmol/L,顯著低于控制組(2.09 mmol/L)和AG組(P<0.05)。同時,添加2 mmol/L與3 mmol/L Q3G的反應(yīng)體系中果糖胺含量無顯著差異(P>0.05),表明添加2 mmol/L的Q3G對果糖胺生成的抑制作用已達到峰值。以上結(jié)果表明Q3G能延緩糖基化早期反應(yīng)的進程,這可能是由于Q3G參與螯合金屬離子,降低了糖化蛋白的氧化作用[17];同時,Q3G可能通過與α-La形成絡(luò)合物,影響了游離氨基對還原糖羰基的可及性,進而減少了果糖胺的形成[18]。

圖2 AG和Q3G對糖基化過程中果糖胺濃度的影響Fig.2 Effects of AG and Q3G on the concentration of fructosamine in α-La/fructose glycosylation system

2.3 褐變程度分析

糖基化反應(yīng)初期產(chǎn)物進一步裂解氧化,產(chǎn)生一系列小分子,這些小分子是褐色色素形成的主要前體物質(zhì),通過測定294 nm波長處的吸光度反映其含量,并體現(xiàn)樣品褐變程度[19]。如圖3所示,控制組、添加1、2 mmol/L和3 mmol/L Q3G實驗組的吸光度分別為1.1、1.026、1.096、1.104,Q3G的添加改變了反應(yīng)體系在294 nm波長處的吸光度,含1 mmol/L Q3G實驗組效果最好,其吸光度顯著低于控制組;含3 mmol/L Q3G實驗組的吸光度與控制組和3 mmol/L AG組(1.107)無顯著差異(P>0.05)。以上結(jié)果說明Q3G顯著抑制了糖基化導致的褐變,這可能是由于Q3G通過自由基清除活性減緩了初期產(chǎn)物的氧化裂解[20-21]。Zhang Lu等[14]也報道,槲皮素、山柰酚、異鼠李素和楊梅素等黃酮醇化合物能緩解OVA-果糖糖基化引起的褐變,且呈劑量依賴性。另外,多酚的鄰苯二酚基團會氧化成醌導致褐變,這可能是高濃度Q3G導致褐變程度加深的原因[22]。

圖3 Q3G和AG對糖基化過程中褐變程度的影響Fig.3 Effects of Q3G and AG on browning degree in α-La/fructose glycosylation system

2.4 5-HMF含量的測定

5-HMF是還原糖通過異構(gòu)和脫水產(chǎn)生的呋喃化合物,是糖基化反應(yīng)中期的標志性產(chǎn)物[23],如圖4所示,添加1、2、3 mmol/L的Q3G后,體系中5-HMF質(zhì)量濃度由165.28 μg/mL降至111.64、145.09 μg/mL和158.34 μg/mL;添加1 mmol/L Q3G的α-La-果糖糖基化體系中5-HMF含量最低,顯著低于相同添加量的AG(116.26 μg/mL)(P<0.05)。然而,隨著Q3G濃度的升高,5-HMF含量呈現(xiàn)升高的趨勢。當Q3G濃度低于2 mmol/L時,其能顯著減少5-HMF的形成。代楊艷[24]報道,茶多酚顯著降低了糖基化過程中5-HMF的生成,與本研究結(jié)果相似。此外,前期研究發(fā)現(xiàn),當Q3G濃度為36.58 μmol/L時,其對AGEs的抑制率可達74.66%[10],表明Q3G能顯著延緩晚期糖基化反應(yīng)的進行,造成中期產(chǎn)物如5-HMF等的積累。

圖4 Q3G和AG對糖基化過程中5-HMF生成的影響Fig.4 Effects of Q3G and AG on the generation of 5-HMF in α-La/fructose glycosylation system

2.5 SDS-PAGE分析結(jié)果

α-La由123 個氨基酸殘基組成,分子質(zhì)量大約為14.2 kDa,糖基化會導致蛋白質(zhì)交聯(lián)而使得其分子質(zhì)量增大如圖5所示,控制組在14.4 kDa略下方和31 kDa處各有一明顯條帶,表明糖基化會引發(fā)α-La的交聯(lián)。卜單等[15]也發(fā)現(xiàn)糖化α-La在SDS-PAGE中存在相似的條帶。添加Q3G之后,31 kDa處蛋白條帶與控制組相比明顯變淺,當Q3G濃度為2 mmol/L和3 mmol/L時,31 kDa處條帶的顏色差異不明顯,但顯著淺于AG組。以上結(jié)果說明Q3G能抑制糖化導致的α-La交聯(lián),添加量為2 mmol/L時的抑制效果最好。Wu Chihao等[7]也通過SDS-PAGE發(fā)現(xiàn),槲皮素、兒茶素、蘆丁等化合物也能顯著減輕糖基化引起的蛋白交聯(lián)。

圖5 Q3G和AG對糖化α-La交聯(lián)的影響Fig.5 Effects of Q3G and AG on cross-linking degree of glycated α-La

2.6 分子對接分析

分子對接常用于研究小分子化合物和蛋白的相互作用機制。經(jīng)過100 次模擬之后,選用結(jié)合能量最低(-8.51 kcal/mol)最穩(wěn)定的模型進行后續(xù)的分析(圖6A)。從對接結(jié)果可以看出,Q3G可進入α-La的疏水口袋中,通過疏水作用力、范德華力和氫鍵與其氨基酸殘基進行結(jié)合。由圖6B、C可知,Q3G和α-La的氨基酸殘基Glu49、Gln54、Lys58、Tyr103、Ala106形成了5 個氫鍵,與氨基酸殘基Thr33、Asn44、Ser47、Phe53、Asn56、Ile59、Trp60形成了范德華力,并和氨基酸殘基Trp104、Leu105形成疏水相互作用。Zhang Yuanyuan等[25]也發(fā)現(xiàn)Ser-47、Glu-49、Gln-54、Asn-56、Tyr-103、Trp-104、Leu-105、Ala-106、Thr-33等氨基酸殘基是α-La的活性位點。研究發(fā)現(xiàn),小分子化合物受氫鍵、范德華力和疏水相互作用驅(qū)動,能自發(fā)與蛋白質(zhì)形成穩(wěn)定絡(luò)合物,并影響其構(gòu)象[10,26]。比如:牡荊素是一類經(jīng)典的黃酮類化合物,與蛋白質(zhì),如牛血清白蛋白(bovine serum albumin,BSA)結(jié)合時,氨基酸殘基Glu424、Leu112、Asp111和Thr518與牡荊素的B環(huán)或其他羥基形成氫鍵穩(wěn)定蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu),進而阻止BSA與果糖的反應(yīng)產(chǎn)物形成[27]。因此,Q3G可能是通過與α-La的活性位點結(jié)合形成穩(wěn)定的絡(luò)合物,影響其空間結(jié)構(gòu)變化,進而影響了果糖與α-La的反應(yīng),達到抑制糖基化的早、中和晚期產(chǎn)物形成的效果。

圖6 Q3G與α-La結(jié)合的最優(yōu)三維構(gòu)型(A)、Q3G與α-La氨基酸殘基相互作用的三維(B)和二維(C)示意圖Fig.6 Optimal 3D docking conformation of α-La with Q3G (A),and 3D (B) and 2D (C) schematic diagram of Q3G interacting with the amino residues of α-La

2.7 糖基化位點鑒定

為更好地闡明Q3G對α-La-果糖糖基化的抑制機制,采用UPLC-Q-Orbitrap MS/MS技術(shù)研究Q3G對α-La糖基化位點的影響。糖化的多肽可通過對比其糖化前后的質(zhì)量偏移進行確定。Lys、Arg和N末端的氨基是蛋白質(zhì)的潛在糖化位點,而胰酶不會破壞Lys、Arg的糖基化修飾,因此,將C系列和Z系列離子與已發(fā)現(xiàn)的蛋白質(zhì)組中記錄的離子匹配可對糖基化位點進行表征。果糖相對分子質(zhì)量為180,當一分子果糖連接到Lys上時,C(n)和C(n-1)之間或Z(m-n)和Z(m-n+1)之間的質(zhì)量偏移為162+128,而Arg為162+156(其中m為特定肽段中氨基酸殘基的數(shù)目,n為Lys/Arg的位置)。當多肽所帶電荷為+1、+2、+3、+4時,單糖基化肽段質(zhì)荷比(Δm/z)分別增加162.0528、81.0264、54.0176和40.5132;而雙糖基化肽段m/z分別增加324.1056、162.0528、108.0352和81.0264。如圖7A、B所示,未糖基化肽段109~122(ALCSEKLDQWLCEK)和115~123(LDQWLCEKL)的m/z峰值分別為593.95713+和602.80592+,糖化之后其m/z分別增加了54.0116和81.0263,表明肽段109~122和115~123均被一分子果糖糖化。肽段95~108(ILDKVGINYWLAHK)的m/z由418.25444+增加至458.75444+,可推斷該肽段結(jié)合了一分子果糖,Lys98和Lys108是其潛在的糖化位點,利用肽譜(圖7C)分析發(fā)現(xiàn),C4+的m/z為649,C3+的m/z為359,表明C4位(Lys98)發(fā)生糖基化。同理,C14或Z1位未發(fā)現(xiàn)相應(yīng)規(guī)律,即Lys108不是糖基化位點。參照其鑒定規(guī)律,從添加Q3G前后糖化α-La中分別鑒定出6 個和5 個糖基化位點(表1)。Zhang Lu等[28]通過質(zhì)譜鑒定也發(fā)現(xiàn)了α-La的糖基化位點Lys62、Lys93、Lys98和Lys114。

表1 胰酶消化后檢測到的糖基化多肽Table 1 Glycosylated peptides detected after trypsin digestion

圖7 單個糖化肽109~122和113~123的MS譜(A和B)和單個糖化肽95~108的ETD MS/MS譜圖(m/z 458.75444+)(C)Fig.7 MS spectra of single glycosylated peptides 109–122 and 113–123(A and B),and ETD MS/MS spectra of single glycosylated peptide 95–108 (m/z 458.75444+) (C)

已有研究證明,糖基化位點的增加和減少與黃酮化合物誘導蛋白質(zhì)Lys殘基周圍的構(gòu)象結(jié)構(gòu)和微環(huán)境的變化有關(guān)[29]。Zhang Lu等[28]報道,槲皮素可以阻止糖基化誘導的BSA結(jié)構(gòu)的展開,改變Lys殘基的微環(huán)境,從而使BSA糖基化位點減少了一個。如圖8所示,受影響的糖基化位點Lys108、Lys93和Lys98位于Q3G所在的疏水口袋內(nèi),說明Q3G可能通過穩(wěn)定α-La構(gòu)象并影響Lys殘基的微環(huán)境,導致α-La的糖基化活性位點減少了一個,達到延緩糖基化進程和減少有害糖基化產(chǎn)物形成的效果。

圖8 α-La(A)和Q3G-α-La(B)的糖基化位點示意圖Fig.8 Schematic diagram of glycated sites of α-La (A) and Q3G-α-La (B)

3 結(jié)論

以Q3G為研究對象,通過構(gòu)建α-La-果糖糖基化模型,考察Q3G的非酶糖基化抑制作用及其機制。結(jié)果發(fā)現(xiàn),Q3G的添加能顯著增加游離氨基含量,且3 mmol/L Q3G可將游離氨基質(zhì)量濃度提高0.172 mg/mL。同時,Q3G能抑制果糖胺及5-HMF的產(chǎn)生,緩解糖基化導致的褐變及α-La交聯(lián);其中,2 mmol/L Q3G對果糖胺和交聯(lián)α-La的抑制作用最佳。低濃度的Q3G對5-HMF和褐變程度的抑制效果最好,且隨著Q3G濃度升高而有所減弱,但是Q3G抑制效果顯著強于AG。另外,Q3G能緩解糖化α-La的交聯(lián),且添加量為2 mmol/L時效果最好。分子模擬研究發(fā)現(xiàn)Q3G能通過氫鍵、疏水相互作用和范德華力與α-La的活性氨基酸殘基Glu49、Gln54、Lys58、Tyr103、Ala106、Thr33、Asn44、Ser47、Phe53、Asn56、Ile59、Trp60、Trp104、Leu105作用,改變其疏水口袋內(nèi)的微環(huán)境,從而影響氨基酸殘基與果糖的結(jié)合,抑制非酶糖基化反應(yīng)。同時,UPLC-Q-Orbitrap MS/MS分析也發(fā)現(xiàn)Q3G屏蔽了α-La的糖基化位點Lys93和Lys108,新增了糖基化位點Lys98,達到延緩非酶糖基化和減少有害糖基化產(chǎn)物形成的效果。綜上,Q3G具有很強的抗糖基化能力,可作為抗糖基化劑或者功能食品配料用于預防糖尿病并發(fā)癥。然而,Q3G是否能夠添加到食品中發(fā)揮抗糖化作用還有待進一步研究。下一步工作計劃通過動物實驗驗證Q3G對體內(nèi)AGEs形成的抑制效果以及對糖尿病并發(fā)癥的預防作用。

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