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不同分子尺寸和链构象的水溶性酵母β-葡聚糖及其与受体Dectin-1蛋白的相互作

导读

近日，华中农业大学黄琪琳教授*（通讯作者）、郑赵敏博士（第一作者）等在CarbohydratePolymers（Q1,IF:9.）（点击自助查阅即时影响因子）上发表题为“Differentmolecularsizesandchainconformationsofwater-solubleyeastβ-glucanfractionsandtheirinteractionswithreceptorDectin-1”的研究性文章。

酵母β-葡聚糖因其具有免疫调节、抗癌、抗真菌及抗氧化活性而在食品、医药、饲料及化学工业得到了广泛的应用。但β-葡聚糖的生物活性因其不同的溶解性、分子尺寸和链构象而呈现出差异。据报道β-葡聚糖的结构特性会影响其与免疫受体的相互作用，从而影响其生物活性。在前期课题组已经成功制备得到了不同级分的水溶性酵母β-葡聚糖（WYG）的基础上，本研究表征了五种不同分子尺寸和链构象水溶性酵母β-葡聚糖（WYG1-5）的结构特征，探索了WYG1-5与受体Dectin-1蛋白的相互作用，并揭示了分子尺寸和链构象影响WYG生物活性强弱的分子机制。

研究亮点

Mw和Rg分别为×gmol-1,15nm(WYG-1);×gmol-1,12nm(WYG-2);×gmol-1,10nm(WYG-3)的WYG为球形。

Mw和Rg分别为.5×gmol-1,76nm(WYG-4)和54.5×gmol-1,97nm(WYG-5)的WYG为刚性链。

WYG与Dectin-1相互作用大小的顺序为WYG-2WYG-1WYG-3WYG-4WYG-5。

球形构象的WYG-2与Dectin-1具有最大的结合常数和最小的解离常数。

球形构象的WYG更容易与Dectin-1蛋白结合。

研究结论

本研究探索了WYG1-5的分子尺寸及链构象等结构参数，并测定了WYG1-5与Dectin-1之间的相互作用力大小。SEC-MALLS-Vis-RI、AF4-MALLS-RI、SAXS、投射电镜及原子力显微镜结果表明WYG1-5的Mw及Rg分别为×gmol-1,15nm(WYG-1);×gmol-1,12nm(WYG-2);×gmol-1,10nm(WYG-3);.5×gmol-1,76nm(WYG-4)和54.5×gmol-1,97nm(WYG-5)，且WYG1-3的链构象为球形，WYG4-5的链构象为刚性链。

荧光光谱及微量热泳动仪结果表明WYG与Dectin-1蛋白间的相互作用强弱顺序为WYG-2WYG-1WYG-3WYG-4WYG-5。球形构象且Mw及Rg分别为×gmol-1和12nm的WYG-2因其合适的分子量及较长的支链更容易与Dectin-1蛋白上的Trp或Trp/His表面凹槽结合而发生较强的相互作用。

图文赏析

郑赵敏

郑赵敏（第一作者），博士，湖北经济学院讲师，主要研究方向为食品大分子的结构与功能特性。

黄琪琳

黄琪琳（通讯作者），博士，华中农业大学教授，博士生导师。国家科技专家库专家、科技部重点研发计划评审专家、教育部科研基金和科技奖励评审专家、国家自然科学基金评审专家、湖北省科技厅专家库专家、湖北省粮油精深加工项目评审专家、中国食品卫生安全教育专业委员会委员、国家大宗淡水鱼加工技术研发分中心骨干。致力于食品大分子的结构、功能及交互作用，水产品加工、保鲜及风味调控方面的研究。主持国家自然科学基金2项、人才项目2项，国家重点研发计划子任务、十二五国家科技支撑计划子课题、中央高校基本科研资金、高校博士点基金、武汉市应用基础研究项目等20余项。以第一或通讯作者发表论文52篇，其中SCI论文35篇，EI论文6篇，14篇IF9.0，均篇IF7.0；省科技成果鉴定7项，授权国家发明专利6件。担任JournalofAquacultureandResearch和GreenandSustainableChemistry期刊的编委，是20余个SCI期刊的评审专家。先后入选闽江学者讲座教授、武汉市“十百千人才工程”和青年晨光计划。

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