不同提取策略对大球盖菇糖蛋白组分结构特征和生物活性的影响

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来源:郭慧阳
2026-09-04 14:56:28
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核心提示:上海农科院杨焱团队对比水提、弱碱提、盐提、酶提、深共熔溶剂提 5 种策略共 21 种方法制备大球盖菇糖蛋白 (SRGPs),揭示提取条件可调控其化学组成、分子量、二级结构与微观形貌,阐明 “提取‑结构‑活性” 构效关系,为其定向可控制备及功能食品、生物医药应用提供理论依据。

大球盖菇(Stropharia rugosoannulata),被誉为全球十大新兴食用菌之一,富含蛋白质、多糖、维生素和矿物质等活性成分,具有免疫调节、抗氧化、抗肿瘤、降血糖和降血脂等多种生物活性。糖蛋白(glycoprotein)是大球盖菇中一类重要的活性物质,其营养价值和生物功能不仅取决于蛋白质或多糖组分本身,更与糖—蛋白共价结合所产生的立体化学多样性密切相关。然而,糖蛋白的提取效率与其多级结构及生物活性高度依赖于提取条件,不同提取策略会导致糖蛋白在组成、分子量、二级结构及表面形态等方面的显著差异,进而影响其抗氧化和免疫调节能力。

 

因此,系统比较不同提取策略对大球盖菇糖蛋白结构特征和生物活性的影响,揭示”提取—结构—生物活性”之间的构效关系,对于定向制备具有特定功能的大球盖菇糖蛋白组分具有重要的科学意义和应用价值。

 

上海农业科学院食用菌研究所杨焱团队近期在国际权威期刊Food Chemistry(IF:10.4,Q1)发表相关研究成果”Effects of different extraction strategies on the structural characteristics and biofunction of Stropharia rugosoannulata glycoprotein fractions”,该研究系统考察了水提、弱碱提、盐溶液提、酶提、深共晶溶剂提5种提取策略和21种提取方法对大球盖菇糖蛋白组分(SRGPs)的结构特征和生物活性的影响。

 

提取试剂及提取方法:1)水提;2)弱碱提取(不同 pH,辅以超声辅助);3)盐提取(NaCl、硫酸铵不同浓度);4)多种单一酶辅助提取(β‑葡聚糖酶、木聚糖酶、半纤维素酶等);5)5 组不同组分深共熔溶剂提取。提取后经等电点沉淀、Sevag 法除游离蛋白、透析、冻干获得糖蛋白组分。

 

(1)化学组成差异显著。 弱碱‑超声辅助提取组(UAE‑P1)得率最高;氯化胆碱‑甘油 DES 组(DAE‑PG)蛋白含量最高;尿素‑甘油 DES 组(DAE‑PX)多糖占比最高。

 

(2)分子量分布与表面形态各异。 大多数样品主带位于62 kDa、43 kDa、34 kDa和15 kDa;深共晶溶剂提取样品带型独特,主要分布在15 kDa附近,归因于深共熔溶剂的高粘度和氢键网络有效增加了与细胞壁紧密关联的高分子量糖蛋白。不同提取方法导致SRGPs表面形态显著差异:水提呈层状疏松结构,碱提呈块状光滑表面。

 

(3)二级结构重塑明显。分析显示,α-螺旋含量在14.7%(深共熔溶剂提取)至60.6%(碱提+酶提)之间变化;β-折叠含量在4.1%至32.1%之间变化。弱碱提取富集了β-折叠和半乳糖,增强了抗氧化和免疫刺激活性;深共熔溶剂提取样品整体α-螺旋含量低、无规卷曲含量高,表明结构松散无序。

 

图 1 不同提取方法所得大球盖菇糖蛋白(SRGPs)的二级结构占比图。

 

(4)抗氧化与免疫调节活性各异。 在体外抗氧化实验中,氯化胆碱-乳酸体系提取的样品DPPH和ABTS自由基清除活性最高(90.1%);深共熔溶剂提取的DAE-PX在H₂O₂诱导的RAW264.7细胞保护实验中保护作用最强。免疫调节实验中,半纤维素酶提取的SRGPs表现出最佳的免疫刺激活性,促进RAW264.7细胞释放NO。

 

 

图 2 不同提取方法得到的大球盖菇糖蛋白(SRGPs)的体外抗氧化活性测定 (A‑C) 与细胞抗氧化活性测定 (D)。

 

图 3 不同提取方法所得大球盖菇糖蛋白的体外免疫调节活性。

 

(5)构建”提取—结构—活性”构效关系。 Pearson相关分析表明:α-螺旋和葡萄糖比例与抗氧化及免疫调节活性呈正相关;半乳糖和甘露糖比例与自由基清除能力和免疫刺激活性均呈正相关;β-折叠比例与抗氧化和免疫活性正相关,与EAAI负相关。

 

 

图 4 (A) pH、(B) 氯化钠浓度、(C) 硫酸铵浓度、(D) 酶、(E) 低共熔溶剂对大球盖菇糖蛋白(SRGPs)构效关系的影响。

 

结论

提取策略可以定向调控大球盖菇糖蛋白的化学组成、二级结构、微观形貌,进而改变营养品质与生物活性。

· 追求抗氧化 + 免疫活性:优选适度弱碱提取、半纤维素酶辅助提取;

· 追求高营养品质:高浓度硫酸铵提取、氯化胆碱-甘油低共熔溶剂;

· DES 可按需定向制备特定优势活性的糖蛋白。

该研究建立 “提取-结构-功能” 链条,为大球盖菇糖蛋白从经验提取走向定向可控制备,应用于功能食品、生物医药提供理论参考。

 


文章链接:DOI:https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2026.150564

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