褐藻寡糖M/G比对其功能影响大，选对产品很重要

发布时间：2024-06-21 10:02:51

褐藻胶寡糖(AOS)根据藻类来源和降解方法，M和G单元可排列成大小不同的M块、G块和/或交替/随机MG块。

AOS工业应用的最大限制之一是它在分子结构方面的广泛可变性

目前市面上有很多厂家宣传能生产褐藻寡糖，实际其技术方法得到的AOS通常是粗品，可能含有不同DPS和M/G比的AOS以及其他杂质。

不仅要知其然，还要知其所以然，坚持匠心，才能做出高水平、高稳定性的产品，事实上AOS的平均聚合度(DP)和M-和G-基团的比例分布强烈依赖于制备方法，这严重影响了AOS产品的重现性，并阻碍了实现高效率和可靠性。

M/G的比值与AOS功能的关系

甘露糖醛酸/古洛糖醛酸(M/G)的比值对藻酸盐的物理化学性质具有重要意义，因此被认为是选择适当应用AOS的重要因素之一。

一、高M/G比的AOS及其衍生物主要通过调节肠道菌群和神经炎症发挥抗病毒、抗糖尿病、抗阿尔茨海默病和抗帕金森病的作用。

有人认为，AOS调节肠道菌群的机制可能是AOS(DP2-5)通过分支的FAHFAs轴改善机体的代谢平衡，并增加三氯乙酸循环的中间产物的水平，如富马酸、柠檬酸和α-酮戊二酸。

一项研究发现，低聚甘露酸钠GV-971(DP2-10)能有效修复肠道微生物区系，降低粪便和血液中苯丙氨酸和异亮氨酸的浓度，并减轻脑内Th1相关的神经炎症。

进一步的研究表明，饱和和不饱和的低聚甘露糖酸盐都可以通过促进自噬，进而抑制Aβ和tau蛋白的聚集和沉积来抑制阿尔茨海默病的发展，以促进神经保护 (图3)。

图3. AOS抑制阿尔茨海默病的机制。

此外，低聚古洛糖醛酸、聚甘露糖醛酸硫酸酯、聚古洛糖醛酸硫酸盐、肝素、硫酸肝素和硫酸肝素对神经炎症的抑制作用不如GV-971，提示GV-971的多糖骨架可能是其调节肠道微生物区系的主要原因。

分子量为6.2 kDa的PolyM也被报道对帕金森氏病表现出良好的抵抗力。通过抑制MAPK信号通路，调节肠道微生物区系，改善肠道屏障的完整性并增加SCFA，防止多巴胺能神经元丢失，缓解肠道、大脑和全身循环中的炎症(图4)。

图4. AOS抑制帕金森氏病的机制。

这项研究表明，经PolyM治疗后，帕金森氏症小鼠肠道中OTUS的丰度显著增加，其中主要是梭状芽孢杆菌(一种产生短链脂肪酸的关键肠道细菌)。

此外，低聚甘露糖醛酸(DP 2-4，分子量2.8-3.2 kDa)及其铬(III)络合物内化到C2C12骨骼肌细胞后，通过激活胰岛素信号通路和AMPK通路，似乎增加了葡萄糖摄取和葡萄糖转运体4(GLUT4)和胰岛素受体(IR)的mRNA表达，从而有效地改善了C2C12骨骼肌细胞的胰岛素敏感性。

进一步研究表明，含2%铬的寡核苷酸可刺激3 T3-L1脂肪细胞AMPK-Pgc1α途径，从而诱导线粒体生物合成，改善线粒体功能，促进脂肪酸β氧化，增加ATGL蛋白表达，从而减少脂质堆积。已表明，寡聚-M有潜力被开发为膳食补充剂或治疗2型糖尿病的药物 (图5)。

图5.低聚甘露糖醛酸抗糖尿病作用机制。

二、低M/G比值的AOS主要作为对病原体的防御和免疫调节。低M/G比的AOS的抗菌作用主要是通过破坏细菌生物膜的形成来实现的。

由G(<85%)和M(<15%)组成的OligoG CF-5/20抑制和破坏铜绿假单胞菌生物被膜的形成。在已建立的生物膜中，OligoG CF-5/20改变EPS(细胞外聚合物)，破坏DNA-钙-DNA桥，并协同提高抗生素潜力。

AOS(46%G，相对分子质量：4000-4500 Da)和寡聚-M(100%M，相对分子质量：3000-3500 Da)对生物膜活性的调节作用明显低于OligoG。

通过特异性识别巨噬细胞表面受体TLR4并激活下游的NF-κB/Akt/mTor/MAPK信号通路，OligoG (浓度：1000µg/mL)特异性地促进细胞骨架重塑和巨噬细胞增殖。

因此，RAW264.7细胞可以被诱导分泌肿瘤坏死因子和活性氧，并增加诱导型一氧化氮合酶(INOS)的表达，从而导致NO的产生增加和免疫调节。

综上所述，OligoG也被认为是有效的巨噬细胞激活剂。由于寡聚古洛糖醛酸盐通过与巨噬细胞表面受体的竞争性相互作用来干扰内毒素的识别，因此推测G和M之间的构象差异是造成免疫调节活性差异的主要原因。

KEY TIPS：

青岛博智汇力生物科技有限公司、青岛和海生物科技有限公司与中国海洋大学管华诗院士团队合作，采用获国家级技术发明一等奖的“海洋特征寡糖寡糖制备”专利技术生产以褐藻、红藻等为原料的各类小分子低聚寡糖，其中褐藻寡糖进一步精制出高低M/G比例的产品，产品稳定、活性高，获国内外客户高度赞评。

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