Pantoea agglomeransKFS胞外多糖抗輻射性能及其結(jié)構(gòu)分析.pdf

1、本論文對從深圳紅樹林中分離篩選出的一株具有抗輻射活性的成團泛菌胞外多糖的活性及其結(jié)構(gòu)進行了研究。論文首先評價了該胞外多糖對細胞的輻射損傷保護作用并初步探索了其保護機制以及多糖的體外吸濕保濕性能;以胞外多糖產(chǎn)生量為指標(biāo),對該菌液體發(fā)酵產(chǎn)胞外多糖的培養(yǎng)條件進行了優(yōu)化;采用高效凝膠滲透色譜法、氣相色譜法、酶解法、液質(zhì)聯(lián)用技術(shù)對該胞外多糖的結(jié)構(gòu)進行了分析;在此基礎(chǔ)上主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下:
　　(1)利用單因素和響應(yīng)面試驗對發(fā)酵多糖的培養(yǎng)

2、條件和營養(yǎng)成分進行優(yōu)化。通過單因素實驗確定了Pantoea agglomerans KFS發(fā)酵產(chǎn)胞外多糖的最優(yōu)條件為初始pH8.0,裝液量100 mL/250 mL,接種量5％,培養(yǎng)溫度26℃,轉(zhuǎn)速190 rpm。利用單因素和響應(yīng)面相結(jié)合的優(yōu)化方法獲得最佳培養(yǎng)基組成為:蔗糖56 g/L,蛋白胨3.5 g/L,ZnSO40.2 g/L,KH2PO41 g/L,(NH4)2SO43 g/L,在上述條件下培養(yǎng)48 h,所得產(chǎn)量為17.03 g

3、/L。通過測定發(fā)酵曲線得到該菌株產(chǎn)糖量在45 h時達到最高,為24.95 g/L。經(jīng)優(yōu)化將發(fā)酵液濃縮至原體積的1/2后,pH自然,添加1.5倍乙醇沉糖,冷凍干燥后得到多糖粗品。此法制備的多糖經(jīng)Sephacryl S-400HR柱層析獲得分子量均一的多糖純品。
　　(2)多糖結(jié)構(gòu)解析。通過高效凝膠滲透色譜法確定了P. agglomerans KFS胞外多糖的重均分子量為679 kDa,糖醇乙酸酯氣相色譜顯示EPS由甘露糖和葡萄糖以4

4、:3的比例構(gòu)成。經(jīng)過專一性酶降解EPS,取分級醇沉后的產(chǎn)物進行ESI-LC-MS分析,初步確定該多糖的基本結(jié)構(gòu)單元是由甘露糖和葡萄糖間隔排列的一個七糖單位,且端基甘露糖上存在一個丙酮酸乙酯取代基。討論了多糖結(jié)構(gòu)與抗輻射活性之間的關(guān)系,為該多糖在抗輻射領(lǐng)域的應(yīng)用提供了理論依據(jù)。
　　(3)P. aggressive KFS胞外多糖的抗輻射活性以及作用機制研究。結(jié)果表明胞外多糖對細胞的保護作用與糖溶液濃度和紫外輻照時間呈相關(guān)性。當(dāng)糖溶

5、液濃度為4 mg/mL,紫外輻照5 min時,大腸桿菌、白色念珠菌以及金黃色葡萄球菌的存活率分別是48.49%、36.73%、47.5%,明顯高于空白對照組13.68%、13.47%、12.25%。為了進一步探究多糖抗輻射機制,考察了胞外多糖的抗氧化活性并進行紫外光譜掃描,試驗結(jié)果表明多糖具有很強的體外清除氧自由基的活性。在試驗條件下清除羥自由基、DPPH自由基以及超氧陰離子自由基的EC50分別為4.1 mg/mL、7.5 mg/mL以

6、及38 mg/mL。在200-400 nm光譜范圍內(nèi)多糖沒有特征吸收峰,在波長﹤370 nm范圍內(nèi),多糖溶液能透過大約80%的紫外光。結(jié)合當(dāng)前對抗輻射物質(zhì)作用機制的研究,可以初步判定多糖是通過清除紫外輻照產(chǎn)生的氧自由基達到保護細胞抵御紫外輻射損傷的作用的。論文同時測定了多糖的吸濕保濕活性,結(jié)果表明該多糖具有顯著的吸濕和保濕性能。研究結(jié)果為成團泛菌P. aggressive KFS胞外多糖作為功能基料在保健品及精細化工行業(yè)的應(yīng)用打下良好的