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原标题:南昌大学食品学院聂少平教授团队:构建复杂碳水化合物结构表征创新性理论
南昌大学食品学院聂少平、殷军艺、王玉箫等人在碳水化合物结构研究TOP期刊Food Hydrocolloids(IF=7.051)上在线发表名为《Utilizing relative ordered structure theory to guide polysaccharide purification for structural characterization》的研究性文章,该文利用其团队最新构建的复杂碳水化合物结构表征理论解析获得了海鲜菇子实体水提多糖中五个不同多糖组分的一级结构。该文于2021年1月19日在线发表,聂少平教授为该文通讯作者,王玉箫和殷军艺为该文共同第一作者。
Highlights
* “多糖结构的相对有序性”理论能有效地指导复杂多糖分离纯化;
* 从海鲜菇水提多糖中成功分离出五个多糖组分;
* 五个组分糖含量较高且纯度较好,具有明显不同的黏度和一级结构;
* 在海鲜菇水提多糖中同时存在α-(1→4)-glucans、fucomannogalactans和galactoglucans三种结构。
Introduction
复杂碳水化合物结构和功能研究,成为继蛋白质、核酸之后探索生命奥秘的又一个重大前沿。全面、科学认识食品中复杂碳水化合物(尤其是多糖)结构,有利于深入研究其在机体的消酵解和代谢过程、健康功能作用以及参与生命活动的方式、机制,对其基础研究和应用开发有重要价值。然而,由于以多糖为代表的复杂碳水化合物结构复杂性和结构理论的局限性,特别是一直沿用蛋白质的结构理论,极大地延缓了本领域进程。现阶段人们普遍认为,生物体内的多糖合成没有固定模式,是经过酶促反应在细胞内质网和高尔基体中生成,由于酶的活性不均一性,催化生成的糖链有较大差异,导致糖链序列的多样性、无序性。南昌大学食品学院聂少平教授团队近20年来一直致力于多糖结构基础理论研究,首次提出并构建复杂碳水化合物结构表征新理论:“多糖均一结构的多维性”和“多糖结构的相对有序性”,利用上述理论可以帮助研究者正确判断多糖结构类型、提高多糖制备效率,以保证相关研究结果的可重现性,从而有利于解决本领域发展中的重大关键科学问题。
Results and Discussion
多糖纯化效果以及结构表征的科学性、合理性,可以利用“多糖均一结构的多维性”与“多糖结构的相对有序性”这两个方面去评价、判断。“多糖均一结构的多维性”是指多糖结构的均一性与否,应该从其较窄的分子质量分布、均一的电荷性、较高的糖含量等角度进行综合评价,这些指标评价需要结合多种仪器分析及化学方法(如HPSEC、HPAEC、HPLC、GC-MS、苯酚硫酸法、间羟基联苯法等)等分析来获得。“多糖结构的相对有序性”是指在某种程度上,多糖的结构有一定规律可循,即绝大部分多糖往往可被归属到某一特征结构类型的化合物,如葡聚糖、阿拉伯木聚糖、葡甘露聚糖、阿拉伯半乳聚糖、果胶等。
运用上述理论,聂少平教授团队从海鲜菇水提多糖混合物中成功分离得到五种多糖(SHMP-10、SHMP-20、SHMP-40、SHMP-70p和SHMP-80,总得率达到90%以上)。研究结果证明,尽管上述五个多糖组分具有相似的化学组成,但它们的分子量、单糖组成、表观形貌、流变特性及一级结构有非常明显的差异性。SHMP-10、SHMP-20 和 SHMP-40是α-(1→4)-glucans,SHMP-70p具有fucomannogalactans的结构特征,而SHMP-80结构类型为galactoglucan。这些结果进一步表明该理论的可行性,尤其是当某一“高纯度”多糖且组成非常复杂甚至难以进行结构解析时,可以考虑利用上述理论进行分析、评价,从而科学地解析其精细结构。
作者简介
聂少平 教授
聂少平教授,现任南昌大学食品学院院长、南昌大学食品科学与技术国家重点实验室成员、中国-加拿大食品科学与技术联合实验室(南昌)中方负责人。享受国务院特殊津贴专家,国家高层次人才特殊支持计划领军人才(2018年),国家自然科学基金杰出青年基金、优秀青年基金项目获得者,科技部中青年科技创新领军人才,教育部新世纪优秀人才,江西省高等学校“井冈学者”特聘教授,江西省主要学术学科带头人。担任Food Frontiers主编,Bioactive Carbohydrates and Dietary Fibre副主编,Journal of Agricultural and Food Chemistry、Current Topics in Nutraceutical Research、Food Science and Human Wellness等杂志编委,中国农业工程学会农产品加工及贮藏工程专业委员会第十届理事会副理事长。
聂少平教授主要从事食品复杂碳水化合物(主要为生物活性多糖与膳食纤维)、食品化学与营养学、食品安全与分析等领域的研究工作,在Trends in Food Science & Technology、FEMS Microbiology Reviews、Critical Reviews in Food Science and Nutrition、Journal of Agricultural and Food Chemistry、Food Hydrocolloids、Food Chemistry、Carbohydrate Polymers、《食品科学》、《中国食品学报》等业内优秀期刊发表论文500多篇,其中SCI收录300多篇,被引7000多次,h-index为45,授权发明专利28件。应邀在Elsevier出版集团和科学出版社合著学术专著2部;参编中文著作7部。相关成果获2016年国家科技进步奖二等奖、2017年中国食品科学技术学会杰出青年奖、2014和2017年度江西省自然科学一等奖、2014和2018年度国家级教学成果奖二等奖、2017年中国食品科学技术学会杰出青年奖。2015年荣获“江西青年五四奖章” 称号 ,2016年被中共江西省委教育工作委员会评为高校优秀共产党员。入选科睿唯安2020年、2019年和2018年度全球“高被引科学家”榜单。
殷军艺 研究员
殷军艺,博士,南昌大学赣江特聘教授,博士生导师,食品学院副院长。先后入选江西省青年井冈学者、食品科学与技术国家重点实验室固定成员、香港理工大学博士后(香江学者)、江西省杰青等。曾在加拿大农业与农业食品部、香港中文大学、香港理工大学工作学习多年。主要研究领域为食品复杂碳水化合物、食品化学。近年来,先后主持国家重点研发计划项目、国家自然科学基金面上项目等国家级和省部级课题十余项。在Crit Rev Food Sci、Journal of Agricultural and Food Chemistry、Food Hydrocolloids、Carbohydrate Polymers等国内外重要期刊上发表相关论文近100篇(其中SCI论文60余篇),其中以第1作者/通讯作者身份发表SCI论文30余篇。曾获国家科技进步二等奖、江西省自然科学一等奖、江西省科技进步一等奖、中国食品科学技术学会技术进步一等奖、江西省级教学成果一等奖等奖励。授权发明专利5项,参编2部教材/专著。
王玉箫 博士研究生
王玉箫,南昌大学2017级食品学院食品科学与工程专业博士生,以第一作者及共同第一作者在Food Hydrocolloids、Carbohydrate Polymers等杂志上发表SCI论文7篇。
该文章《Utilizing relative ordered structure theory to guide polysaccharide purification for structural characterization》在线发表于Food Hydrocolloids。