DPPE-Glu模拟体系中糖基化磷脂酰乙醇胺的生成及抑制研究

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近年来,基于内源性糖基化脂类危害性研究的深入,食源性糖基化脂类的研究也引起了世界相关领域科学家的密切关注。大量研究表明,人类机体内糖基化脂类的积累与糖尿病及其并发症以及衰老等的发生有着密切联系,食源性糖基化脂类可能是人体内糖基化脂类积累的重要来源,减少食源性糖基化脂类的产生,可以减少其对人体健康的危害。本文以富含磷脂类的食品模拟体系为研究对象,研究了热加工过程中食品模拟体系中食源性糖基化磷脂酰乙醇胺生成的种类、规律、关键影响因子、形成机理和抑制方法,为有效控制富含磷脂类食品加工过程中食源性糖基化脂类的生成、抑制和消除提供理论依据和实践指导。主要研究内容和结论如下。一、研究糖基化磷脂酰乙醇胺生成的种类、形成路径和反应机理;(1)建立了1,2-二棕榈酰基-sn-丙三基-3-磷脂酰乙醇胺(1,2-dipalmitoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine,DPPE)-D-葡萄糖(D-glucose,Glu)模拟体系(DPPE-Glu);(2)采用高效液相色谱-质谱联用方法(HPLC-MS/MS)系统研究了在不同热加工条件下,模拟体系中糖基化DPPE生成的种类、规律、生成机理和关键影响因子。结果表明,在DPPE-葡萄糖模拟体系中主要生成三种糖基化DPPE产物,它们分别是:阿马多里-DPPE(Amadori-DPPE)、羧甲基-DPPE(CM-DPPE)和羧乙基-DPPE(CE-DPPE),反应温度、反应时间以及底物浓度是糖基化DPPE生成的关键影响因子。当反应温度小于60℃时,随着反应温度的升高和反应时间的延长,Amadori-DPPE的生成量逐渐增加,当温度大于60℃时,随着反应温度的升高和反应时间的延长,Amadori-DPPE的生成量先达到极大值,再逐渐减少;而CM-DPPE和CE-DPPE的含量在研究的温度范围均随着反应温度的升高和反应时间的延长而逐渐增加。利用1-C13-D-葡萄糖同位素标记研究模拟体系中糖基化DPPE的生成路径,结果发现Amadori-DPPE的活性糖基化头部可以氧化断裂生成CM-DPPE,同时反应体系中的葡萄糖通过氧化和醇醛缩合生成乙二醛(GO)和甲基乙二醛(MGO)可以分别和DPPE反应生成CM-DPPE和CE-DPPE,即DPPE和葡萄糖发生糖基化反应生成Amadori-DPPE,Amadori-DPPE可以进一步氧化断裂生成CM-FPPE。在相同的反应条件下,CM-DPPE的生成量比Amadori-DPPE和CE-DPPE大,稳定性也更高,因此,可以将羧甲基-磷脂酰乙醇胺作为食源性糖基化脂类的检测标记物替代之前的检测标记物Amadori-磷脂酰乙醇胺。二、研究油脂氧化对糖基化磷脂酰乙醇胺生成的影响;建立油脂-DPPE-Glu模拟体系,系统研究油脂氧化对糖基化磷脂酰乙醇胺生成的影响及其参与糖基化磷脂酰乙醇胺生成的方式。结果表明,油脂氧化产生的OH?促进模拟体系中Amadori-DPPE氧化断裂生成CM-DPPE;同时氧化产生的GO、MGO也可以分别和DPPE反应生成CM-DPPE和CE-DPPE。这说明油脂氧化可以促进醛基化脂类的生成,并且随着油脂不饱和程度的增加,其反应体系中糖基化DPPE生成的可能性更大。三、研究抑制剂对糖基化磷脂酰乙醇胺生成的影响;首先建立模拟反应抑制体系,通过检测表征生成产物,研究天然抗氧化剂【茶多酚,白藜芦醇(Res)】和化学合成抗氧化剂【丁基羟基茴香醚(BHA)、叔丁基对苯二酚(TBHQ)】对DPPE-Glu模拟体系中糖基化DPPE产物生成的抑制作用。结果表明,天然抗氧化剂对模拟体系中Amadori-DPPE、CM-DPPE和CE-DPPE三种物质生成的抑制率均高于研究中使用的两种化学合成的抗氧化剂。EC、ECG、EGC、EGCG、Res、BHA和TBHQ对Amadori-DPPE生成的抑制率分别为50.72%、40.82%、28.02%、30.43%、7.21%、-7.39%和-16.02%,对CM-DPPE生成的抑制率分别为38.84%、33.31%、20.71%、22.66%、17.11%、9.48%和5.61%,对CE-DPPE生成的抑制率分别为42.04%、41.99%、31.70%、36.24%、20.56%、16.24%和16.43%。这说明,在对糖基化DPPE的抑制方面使用的天然抗氧化剂优于对比使用的两种化学合成抗氧化剂。另外,研究发现茶多酚能捕获GO和MGO生成多种加合产物,茶多酚的氧化产物——邻苯二醌也可以捕获DPPE生成茶多酚醌-DPPE加合产物。因此,推测茶多酚对糖基化DPPE的抑制机理为:茶多酚氧化生成邻苯二醌,邻苯二醌再通过亲核取代和葡萄糖竞争与DPPE的反应,从而抑制糖基化DPPE的生成;另一方面,茶多酚也可以通过清除羟基自由基(OH?)抑制葡萄糖氧化降解产生的GO和MGO,并且还通过捕获活性二羰基产物GO和MGO进一步抑制CM-DPPE和CE-DPPE的生成。
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