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板蓝根多糖酶法脱蛋白工艺、组成分析与免疫调节活性研究

赖梦亭 麦麦提敏·麦提萨伍尔 李彤 肖平 宿树兰 段金廒

赖梦亭, 麦麦提敏·麦提萨伍尔, 李彤, 肖平, 宿树兰, 段金廒. 板蓝根多糖酶法脱蛋白工艺、组成分析与免疫调节活性研究[J]. 南京中医药大学学报, 2024, 40(4): 379-390. doi: 10.14148/j.issn.1672-0482.2024.0379
引用本文: 赖梦亭, 麦麦提敏·麦提萨伍尔, 李彤, 肖平, 宿树兰, 段金廒. 板蓝根多糖酶法脱蛋白工艺、组成分析与免疫调节活性研究[J]. 南京中医药大学学报, 2024, 40(4): 379-390. doi: 10.14148/j.issn.1672-0482.2024.0379
LAI Mengting, Memitimin Metsawur, LI Tong, XIAO Ping, SU Shulan, DUAN Jinao. Study on the Enzymatic Deproteinization Technology, Composition Analysis and Immunomodulatory Activity of Isatidis Radix Polysaccharides[J]. Journal of Nanjing University of traditional Chinese Medicine, 2024, 40(4): 379-390. doi: 10.14148/j.issn.1672-0482.2024.0379
Citation: LAI Mengting, Memitimin Metsawur, LI Tong, XIAO Ping, SU Shulan, DUAN Jinao. Study on the Enzymatic Deproteinization Technology, Composition Analysis and Immunomodulatory Activity of Isatidis Radix Polysaccharides[J]. Journal of Nanjing University of traditional Chinese Medicine, 2024, 40(4): 379-390. doi: 10.14148/j.issn.1672-0482.2024.0379

板蓝根多糖酶法脱蛋白工艺、组成分析与免疫调节活性研究

doi: 10.14148/j.issn.1672-0482.2024.0379
基金项目: 

江苏省中医药科技发展计划项目 MS2021004

中央本级重大增减支项目 2060302

国家中医药管理局中医药创新团队及人才支持计划项目 ZYYCXTD-D-202005

国家中医药管理局高水平中医药重点学科建设项目-中药资源化学 ZYYZDXK-2023083

南京中医药大学自然科学基金青年项目 NZY81703642

康缘中药学院创新创业重点项目 kyxysc08

宁夏回族自治区重点研发计划重点项目 2020BFH02013

详细信息
    作者简介:

    赖梦亭, 女,硕士研究生, E-mail: laimengtingg@163.com

    通讯作者:

    肖平, 男, 副教授, 主要从事中药资源化学与中药药效物质基础研究, E-mail: xiaoping@njucm.edu.cn

    宿树兰, 女, 研究员, 博士生导师, 主要从事中药资源化学与方剂功效物质及其作用机制研究, E-mail: sushulan@njucm.edu.cn

  • 中图分类号: R283

Study on the Enzymatic Deproteinization Technology, Composition Analysis and Immunomodulatory Activity of Isatidis Radix Polysaccharides

  • 摘要:   目的  优化板蓝根多糖脱蛋白工艺, 并进一步探讨其免疫调节活性, 为板蓝根多糖的开发利用提供科学依据。  方法  通过单因素结合Box-Behnken响应面法优化酶法脱蛋白的最佳工艺条件; 利用紫外可见光谱、傅里叶变换红外光谱、高效凝胶渗透色谱、高效液相色谱和扫描电镜等方法对板蓝根多糖化学组成与结构特征进行分析; 采用斑马鱼免疫低下模型探讨脱蛋白板蓝根多糖对斑马鱼体内中性粒细胞、巨噬细胞、IL-1β和IL-6含量的影响。  结果  酶法脱蛋白最佳工艺为: 胰蛋白酶500 U·mL-1、pH 8.0、酶解时间5 h、酶解温度37 ℃, 脱蛋白率为(86.39±0.07)%, 综合评分(91.15±0.37)%。紫外、红外光谱扫描和电镜扫描显示酶法可以除去粗多糖中含有的蛋白质, 脱蛋白后相对分子量在5.82~60.26 kDa之间, 单糖摩尔组成为甘露糖∶鼠李糖∶半乳糖醛酸∶葡萄糖∶半乳糖∶阿拉伯糖=2.17∶0.96∶2.90∶83.25∶4.88∶5.84。免疫活性评价结果表明, 脱蛋白后的板蓝根多糖浓度在50~300 μg·mL-1时, 能显著增加斑马鱼免疫细胞密度, 增加巨噬细胞增殖, 降低免疫低下斑马鱼体内IL-1β和IL-6含量, 从而发挥免疫调节作用。  结论  酶法可以有效去除板蓝根粗多糖中的蛋白质, 脱蛋白后的板蓝根多糖具有一定的免疫调节作用。

     

  • 图  1  单因素试验结果

    注:A.单因素试验结果;B.pH考察;C.酶活考察;D.时间考察;E.温度考察

    Figure  1.  The results of single factor test

    图  2  各因素对除蛋白影响的响应面图和等高线图

    Figure  2.  Response surface and contour maps of the effects of various factors on protein removal

    图  3  响应面验证

    Figure  3.  Response surface verification

    图  4  脱蛋白前后板蓝根多糖紫外光谱图

    注:A.酶解前; B.酶解后

    Figure  4.  Ultraviolet spectra of Isatidis Radix polysaccharides before and after deproteinization

    图  5  IRPS的傅里叶红外光谱图

    Figure  5.  FT-IR spectrum of IRPS

    图  6  脱蛋白前后板蓝根多糖扫描电镜图

    注:a~c.酶解前; d~f.酶解后。从左到右依次为×100、×500、×5 000。

    Figure  6.  SEM images of Isatidis Radix polysaccharides before and after deproteinization

    图  7  脱蛋白前后板蓝根多糖分子质量图

    注:A.酶解前; B.酶解后

    Figure  7.  Molecular weight map of Isatidis Radix polysaccharides before and after deproteinization

    图  8  IRPS的单糖组成HPLC谱图

    注:A.标准品; B.IRPS;1.甘露糖; 2.鼠李糖; 3.葡萄糖醛酸; 4.半乳糖醛酸; 5.葡萄糖; 6.半乳糖; 7.阿拉伯糖

    Figure  8.  HPLC chromatogram of monosaccharide composition of IRPS

    图  9  IRPS给药剂量筛选(x±s, n=3)

    Figure  9.  IRPS administration dose screening(x±s, n=3)

    图  10  IRPS对斑马鱼免疫细胞密度的影响

    注:A.荧光斑马鱼显微图像; B.荧光强度统计图。a.空白对照(Control)组; b.模型(CAP)组; c.阳性药(LH)组; d~g.50、100、200、300 μg·mL-1IRPS组。与空白对照组比较,##P<0.01;与模型组比较,* *P<0.01。x±s, n=10。

    Figure  10.  Effect of IRPS on the density of zebrafish immune cells

    图  11  IRPS对斑马鱼巨噬细胞影响

    注:A.斑马鱼头部显微图像; B.巨噬细胞数目统计图。a.未染色正常斑马鱼头部;b.空白对照(Control)组; c.模型(CAP)组; d.阳性药(LH)组; e~h. 50、100、200、300 μg·mL-1IRPS组。与空白对照组比较,##P<0.01;与模型组比较,*P<0.05, * *P<0.01。x±s, n=10。

    Figure  11.  Effect of RIPS on the number of macrophages of zebrafish

    图  12  IRPS对斑马鱼IL-6、IL-1β含量的影响

    注:与空白对照(Control)组比较,##P<0.01;与模型(CAP)组比较,*P<0.05, * *P<0.01。x±s, n=6。

    Figure  12.  Effects of IRPS on the contents of IL-6 and IL-1β in zebrafish

    表  1  Box-Behnken实验设计

    Table  1.   Box-Behnken experimental design

    因素 水平
    -1 0 1
    A(酶活/U) 400 500 600
    B(酶解时间/h) 3 4 5
    C(pH) 7.5 8.0 8.5
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    表  2  Box-Behnken响应面实验结果

    Table  2.   Box-Behnken response surface experiment result

    实验号 A(酶活/U·mL-1) B(时间/h) C(pH) 蛋白清除率/% 多糖保留率/% 综合评分
    1 400 5 8.0 82.44 76.72 80.15
    2 500 5 8.5 67.41 83.15 64.68
    3 500 4 8.0 96.79 87.44 93.05
    4 500 4 8.0 89.20 81.59 86.15
    5 400 4 8.5 34.02 72.34 49.35
    6 500 4 8.0 85.82 93.77 89.00
    7 500 4 8.0 80.18 93.57 85.54
    8 600 4 8.5 44.18 73.02 55.71
    9 600 3 8.0 49.95 85.10 78.92
    10 600 3 8.0 32.92 79.55 70.95
    11 400 4 7.5 62.36 83.83 51.57
    12 500 3 7.5 75.13 81.79 77.79
    13 600 4 7.5 66.59 97.42 64.01
    14 500 3 8.5 76.53 93.18 59.79
    15 500 5 7.5 45.58 81.10 83.19
    16 600 5 8.0 55.68 78.18 73.71
    17 500 4 8.0 87.51 98.54 91.92
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    表  3  方差分析结果

    Table  3.   Variance analysis results

    变异源 平方和 自由度 均方 F P 显著性
    模型 3 021.91 9 335.77 13.70 0.001 2 significant
    A(酶活) 51.66 1 51.66 2.11 0.189 9
    B(时间) 25.49 1 25.49 1.04 0.341 8
    C(pH) 276.48 1 276.48 11.28 0.012 1 *
    AB 51.91 1 51.91 2.12 0.189 0
    AC 9.24 1 9.24 0.38 0.558 7
    BC 0.065 1 0.065 0.002 6 0.960 4
    A2 909.98 1 909.98 37.12 0.000 5 **
    B2 9.49 1 9.49 0.39 0.553 5
    C2 1 563.67 1 1563.67 63.78 <0.000 1 **
    残差 171.61 7 24.52
    拟失项 126.68 3 42.23 3.76 0.1167 not significant
    纯误差 44.94 4 11.23
    总和 3 193.52 16
    Std.Dev. 4.92 R2 0.946 3
    Mean 73.85 Adj R2 0.877 2
    C.V.% 6.70 Pred R2 0.343 3
    PRESS 2 097.06 信噪比 10.763 0
    注:*P<0.05,* *P<0.01。
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出版历程
  • 收稿日期:  2024-01-09
  • 网络出版日期:  2024-04-24
  • 发布日期:  2024-04-10

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