本發(fā)明涉及海洋生物技術領域,具體涉及一種殼聚糖作為胰脂肪酶抑制劑的用途。
背景技術:
肥胖是由機體能量代謝失衡導致的一種慢性營養(yǎng)性疾病,全球肥胖人群人數(shù)逐年攀升。研究表明肥胖是引起非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)、Ⅱ型糖尿病、動脈粥樣硬化(AS)、腫瘤、睡眠障礙、骨關節(jié)炎等多種疾病的重要因素。胰脂肪酶是水解膳食脂肪最重要的酶,能夠?qū)⑷梭w攝入的脂肪逐步水解轉化為甘油和游離的脂肪酸,對人體脂肪堆積、肥胖形成具有重要意義,因此通過抑制胰脂肪酶的活性可以控制高脂飲食引起的肥胖。殼聚糖是一種天然的堿性多糖,由氨基葡萄糖和乙酰氨基葡萄糖通過β-1,4糖苷鍵連接而成。由于殼聚糖來源豐富,生理活性廣泛,安全無毒,且具有良好的生物兼容性,在食品醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、材料科學等領域具有很大的應用潛力。我們在實驗中發(fā)現(xiàn),平均分子量300kDa-1800kDa,最優(yōu)選1200kDa±3kDa的殼聚糖可以有效抑制胰脂肪酶活性,這一發(fā)現(xiàn),不僅拓寬了殼聚糖的應用范圍,也為篩選具胰脂肪酶活性抑制功能的天然活性物質(zhì)開辟新途徑。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是提供一種殼聚糖作為胰脂肪酶抑制劑的用途。
本發(fā)明實現(xiàn)目的的方案如下:
殼聚糖作為胰脂肪酶抑制劑的用途,所述殼聚糖的結構式如式Ⅰ所示,式中n=1800-11200。
優(yōu)選的;所述殼聚糖的平均分子量為1200kDa±3kDa。
殼聚糖抑制胰脂肪酶活性的實驗方法為:將殼聚糖用50mM Tris-HCl(pH 8.0)緩沖液溶解并稀釋,得到殼聚糖溶液。然后向胰脂肪酶溶液中加入殼聚糖溶液,使殼聚糖與胰脂肪酶的質(zhì)量比大于或等于2:1,37℃預處理15min后,向以上混合物中加入底物4-硝基苯基丁酸酯(PNPB)啟動反應,37℃恒溫振蕩15min。反應結束后,立即沸水浴終止實驗,冷卻后用酶標儀測量A405nm。根據(jù)對硝基苯酚濃度吸光度(A405nm)標準曲線,得到反應結束后體系中對硝基苯酚濃度,根據(jù)以下公式計算胰脂肪酶活性及殼聚糖對胰脂肪酶的抑制率:
式中:酶活力,U;對硝基苯酚濃度,μmol/L;反應終體積,mL;反應時間,min;酶液用量,mL。
本發(fā)明的優(yōu)點:
1)本發(fā)明利用平均分子量300kDa-1800kDa,最優(yōu)選1200kDa±3kDa的殼聚糖抑制胰脂肪酶活性,指出殼聚糖可作為胰脂肪酶抑制劑使用,擴展了殼聚糖的應用范圍。
2)本發(fā)明明確了殼聚糖平均分子量與胰脂肪酶活性之間的關系,為篩選具胰脂肪酶活性抑制功能的天然活性物質(zhì)開辟新途徑。
附圖說明
圖1為本發(fā)明中使用的平均分子量為1800kDa的殼聚糖樣品的高效液相色譜圖譜;
圖2為本發(fā)明中使用的平均分子量為1500kDa的殼聚糖樣品的高效液相色譜圖譜;
圖3為本發(fā)明中使用的平均分子量為1200kDa的殼聚糖樣品的高效液相色譜圖譜;
圖4為本發(fā)明中使用的平均分子量為900kDa的殼聚糖樣品的高效液相色譜圖譜;
圖5為本發(fā)明中使用的平均分子量為600kDa的殼聚糖樣品的高效液相色譜圖譜;
圖6為本發(fā)明中使用的平均分子量為300kDa的殼聚糖樣品的高效液相色譜圖譜;
圖7為本發(fā)明實施例提供的平均分子量300kDa-1800kDa的殼聚糖與胰脂肪酶在不同質(zhì)量比條件下,殼聚糖抑制胰脂肪酶活力圖。
具體實施方式
以下實施例是對本發(fā)明的進一步說明,而不是對本發(fā)明的限制。
不同平均分子量殼聚糖的制備方法:將高分子量殼聚糖(平均分子量為1800kDa,脫乙酰度為98.73%,記作CTS1)10g溶解于300mL 2%(體積分數(shù))鹽酸得殼聚糖溶液,向殼聚糖溶液中加入300ml 2%(體積分數(shù))雙氧水,60℃水浴分別反應10min、15min、25min、40min、50min,將反應后溶液用堿液中和至中性后,醇沉,離心后收集沉淀,冷凍干燥后即可得到平均分子量分別為1500kDa、1200kDa、900kDa、600kDa、300kDa的殼聚糖,分別記作CTS2-6。平均分子量的測定采用高效液相色譜法,如圖1至圖6所示,以平均分子量64650,80000,135350,300600,2000000,2100000Da的右旋糖酐標準品作為標準。
100μg/mL、250μg/mL、500μg/mL、1000μg/mL的CTS1溶液的制備方法:稱取100mg CTS1,用100mL 50mMTris-HCl緩沖液(pH 8.0)溶解,配制成濃度為1000μg/mL的CTS1溶液;再分別量取適量1000μg/mL的CTS1溶液,分別用50mMTris-HCl緩沖液(pH 8.0)稀釋,配制成100μg/mL、250μg/mL、500μg/mL的CTS1溶液。
100μg/mL、250μg/mL、500μg/mL、1000μg/mL的CTS2-6溶液的制備方法同上述CTS1溶液的制備方法。
50μg/mL胰脂肪酶液的配制方法:稱取10mg胰脂肪酶酶粉(15-30units/mg),用200mL 50mMTris-HCl緩沖液(pH 8.0)溶解,配制成濃度50μg/mL的胰脂肪酶液,置于冰箱中備用。
0.01mol/LPNPB溶液配制方法:精確稱取209mg PNPB,用100mL二甲基亞砜(DMSO)溶解,配制成濃度0.01mol/L的PNPB溶液,置于4℃冰箱中備用。
對硝基苯酚濃度吸光度(A405nm)標準曲線的繪制:稱取適量對硝基苯酚,用50mMTris-HCl緩沖液(pH 8.0)溶解,并配制一系列具有一定濃度梯度的對硝基苯酚溶液,用未加對硝基苯酚的空白溶液作為參比,分別用酶標儀測量A405nm,以對硝基苯酚濃度為橫坐標,A405nm為縱坐標作圖,即得到對硝基苯酚濃度吸光度(A405nm)標準曲線(參考:江慧芳,王雅琴,劉春國,三種脂肪酶活力測定方法的比較及改進.化學與生物工程2007,24(8),72-75)。
胰脂肪酶活性的測定采用對硝基苯酚法(參考:江慧芳,王雅琴,劉春國,三種脂肪酶活力測定方法的比較及改進.化學與生物工程2007,24(8),72-75),以對硝基苯酚作為標準。殼聚糖抑制胰脂肪酶活性的實驗方法為:將殼聚糖用50mM Tris-HCl(pH 8.0)緩沖液溶解并稀釋,得到殼聚糖溶液。然后向胰脂肪酶溶液中加入殼聚糖溶液,使殼聚糖與胰脂肪酶的質(zhì)量比大于或等于2:1,37℃預處理15min后,向以上混合物中加入底物PNPB啟動反應,37℃恒溫振蕩15min。反應結束后,立即沸水浴終止實驗,冷卻后用酶標儀測量A405nm。根據(jù)對硝基苯酚濃度吸光度(A405nm)標準曲線,得到反應結束后體系中對硝基苯酚濃度,根據(jù)以下公式計算胰脂肪酶活性及殼聚糖對胰脂肪酶的抑制率:
式中:酶活力,U;對硝基苯酚濃度,μmol/L;反應終體積,mL;反應時間,min;酶液用量,mL。
實施例1
分別取100μL各濃度的CTS1溶液(100μg/mL、250μg/mL、500μg/mL、1000μg/mL)或100μL 50mM Tris-HCl(pH 8.0)緩沖液(空白對照)與100μL胰脂肪酶酶液(50μg/mL)、700μL 50mM Tris-HCl(pH 8.0)緩沖液在37℃下預處理15min,充分混勻,CTS1與胰脂肪酶的質(zhì)量比分別為2:1、5:1、10:1、20:1,然后分別向以上混合物中加入100μL 0.01mol/L PNPB溶液啟動反應。將以上反應混合物置于37℃下恒溫振蕩15min。反應結束后,立即沸水浴終止實驗,冷卻后用酶標儀測量A405nm,反應設置三個平行。根據(jù)對硝基苯酚濃度吸光度(A405nm)標準曲線,可得到反應結束后體系中對硝基苯酚濃度,根據(jù)以下公式計算胰脂肪酶活性及CTS1對胰脂肪酶的抑制率:
式中:酶活力,單位為U;對硝基苯酚濃度,單位為μmol/L;反應終體積,單位為mL;反應時間,單位為min;酶液用量,單位為mL。
檢測結果如表1和圖7所示,當CTS1與胰脂肪酶的質(zhì)量比分別為2:1、5:1、10:1、20:1時,CTS1對胰脂肪酶活力的抑制率平均值分別為82.88%±1.9%,79.57%±2.0%,80.60%±1.7%,77.61%±2.5%。
實施例2
分別取100μL各濃度的CTS2溶液(100μg/mL、250μg/mL、500μg/mL、1000μg/mL)或100μL 50mM Tris-HCl(pH 8.0)緩沖液(空白對照)與100μL胰脂肪酶酶液(50μg/mL)、700μL 50mM Tris-HCl(pH 8.0)緩沖液在37℃下預處理15min,充分混勻,CTS2與胰脂肪酶的質(zhì)量比分別為2:1、5:1、10:1、20:1,然后分別向以上混合物中加入100μL 0.01mol/L PNPB溶液啟動反應。將以上反應混合物置于37℃下恒溫振蕩15min。反應結束后,立即沸水浴終止實驗,冷卻后用酶標儀測量A405nm,反應設置三個平行。根據(jù)對硝基苯酚濃度吸光度(A405nm)標準曲線,可得到反應結束后體系中對硝基苯酚濃度,根據(jù)以下公式計算胰脂肪酶活性及CTS2對胰脂肪酶的抑制率:
式中:酶活力,單位為U;對硝基苯酚濃度,單位為μmol/L;反應終體積,單位為mL;反應時間,單位為min;酶液用量,單位為mL。
檢測結果如表1和圖7所示,當CTS2與胰脂肪酶的質(zhì)量比分別2:1、5:1、10:1、20:1時,CTS2對胰脂肪酶活力的抑制率平均值分別為65.67%±2.0%,74.91%±1.9%,71.84%±1.6%,68.82%±1.2%。
實施例3
分別取100μL各濃度的CTS3溶液(100μg/mL、250μg/mL、500μg/mL、1000μg/mL)或100μL 50mM Tris-HCl(pH 8.0)緩沖液(空白對照)與100μL胰脂肪酶酶液(50μg/mL)、700μL 50mM Tris-HCl(pH 8.0)緩沖液在37℃下預處理15min,充分混勻,CTS3與胰脂肪酶的質(zhì)量比分別為2:1、5:1、10:1、20:1,然后分別向以上混合物中加入100μL 0.01mol/L PNPB溶液啟動反應。將以上反應混合物置于37℃下恒溫振蕩15min。反應結束后,立即沸水浴終止實驗,冷卻后用酶標儀測量A405nm,反應設置三個平行。根據(jù)對硝基苯酚濃度吸光度(A405nm)標準曲線,可得到反應結束后體系中對硝基苯酚濃度,根據(jù)以下公式計算胰脂肪酶活性及CTS3對胰脂肪酶的抑制率:
式中:酶活力,單位為U;對硝基苯酚濃度,單位為μmol/L;反應終體積,單位為mL;反應時間,單位為min;酶液用量,單位為mL。
檢測結果如表1和圖7所示,當CTS3與胰脂肪酶的質(zhì)量比分別2:1、5:1、10:1、20:1時,CTS3對胰脂肪酶活力的抑制率平均值分別為86.09%±2.3%,87.76%±2.1%,85.34%±1.2%,89.53%±1.8%。
實施例4
分別取100μL各濃度的CTS4溶液(100μg/mL、250μg/mL、500μg/mL、1000μg/mL)或100μL 50mM Tris-HCl(pH 8.0)緩沖液(空白對照)與100μL胰脂肪酶酶液(50μg/mL)、700μL 50mM Tris-HCl(pH 8.0)緩沖液在37℃下預處理15min,充分混勻,CTS4與胰脂肪酶的質(zhì)量比分別為2:1、5:1、10:1、20:1,然后分別向以上混合物中加入100μL 0.01mol/L PNPB溶液啟動反應。將以上反應混合物置于37℃下恒溫振蕩15min。反應結束后,立即沸水浴終止實驗,冷卻后用酶標儀測量A405nm,反應設置三個平行。根據(jù)對硝基苯酚濃度吸光度(A405nm)標準曲線,可得到反應結束后體系中對硝基苯酚濃度,根據(jù)以下公式計算胰脂肪酶活性及CTS4對胰脂肪酶的抑制率:
式中:酶活力,單位為U;對硝基苯酚濃度,單位為μmol/L;反應終體積,單位為mL;反應時間,單位為min;酶液用量,單位為mL。
檢測結果如表1和圖7所示,當CTS4與胰脂肪酶的質(zhì)量比分別2:1、5:1、10:1、20:1時,CTS4對胰脂肪酶活力的抑制率平均值分別為79.39%±1.2%,83.34%±1.9%,77.31%±1.2%,81.93%±2.0%。
實施例5
分別取100μL各濃度的CTS5溶液(100μg/mL、250μg/mL、500μg/mL、1000μg/mL)或100μL 50mM Tris-HCl(pH 8.0)緩沖液(空白對照)與100μL胰脂肪酶酶液(50μg/mL)、700μL 50mM Tris-HCl(pH 8.0)緩沖液在37℃下預處理15min,充分混勻,CTS5與胰脂肪酶的質(zhì)量比分別為2:1、5:1、10:1、20:1,然后分別向以上混合物中加入100μL0.01mol/L PNPB溶液啟動反應。將以上反應混合物置于37℃下恒溫振蕩15min。反應結束后,立即沸水浴終止實驗,冷卻后用酶標儀測量A405nm,反應設置三個平行。根據(jù)對硝基苯酚濃度吸光度(A405nm)標準曲線,可得到反應結束后體系中對硝基苯酚濃度,根據(jù)以下公式計算胰脂肪酶活性及CTS5對胰脂肪酶的抑制率:
式中:酶活力,單位為U;對硝基苯酚濃度,單位為μmol/L;反應終體積,單位為mL;反應時間,單位為min;酶液用量,單位為mL。
檢測結果如表1和圖7所示,當CTS5與胰脂肪酶的質(zhì)量比分別2:1、5:1、10:1、20:1時,CTS5對胰脂肪酶活力的抑制率平均值分別為72.63%±2.5%,74.30%±2.0%,74.82%±1.9%,76.95%±2.3%。
實施例6
分別取100μL各濃度的CTS6溶液(100μg/mL、250μg/mL、500μg/mL、1000μg/mL)或100μL 50mM Tris-HCl(pH 8.0)緩沖液(空白對照)與100μL胰脂肪酶酶液(50μg/mL)、700μL 50mM Tris-HCl(pH 8.0)緩沖液在37℃下預處理15min,充分混勻,CTS6與胰脂肪酶的質(zhì)量比分別為2:1、5:1、10:1、20:1,然后分別向以上混合物中加入100μL 0.01mol/L PNPB溶液啟動反應。將以上反應混合物置于37℃下恒溫振蕩15min。反應結束后,立即沸水浴終止實驗,冷卻后用酶標儀測量A405nm,反應設置三個平行。根據(jù)對硝基苯酚濃度吸光度(A405nm)標準曲線,可得到反應結束后體系中對硝基苯酚濃度,根據(jù)以下公式計算胰脂肪酶活性及CTS6對胰脂肪酶的抑制率:
式中:酶活力,單位為U;對硝基苯酚濃度,單位為μmol/L;反應終體積,單位為mL;反應時間,單位為min;酶液用量,單位為mL。
檢測結果如表1和圖7所示,當CTS6與胰脂肪酶的質(zhì)量比分別2:1、5:1、10:1、20:1時,CTS6對胰脂肪酶活力的抑制率平均值分別為70.52%±3.0%,73.96%±2.5%,77.10%±2.1%,78.83%±2.6%。
表1 CTS1-6對胰脂肪酶酶活抑制率