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Molecules 客户文章 | 上海农科院客户发表运用非靶向代谢组学分析鉴定桃肉中а-葡糖苷酶抑制活性差异性相关代谢物

1.前言

上海市农业科学院林木果树研究所叶正文研究员团队于2019年5月22日在Molecules杂志上发表题为Comparison of Phytochemical Differences of the Pulp of Different Peach [Prunus persica (L.) Batsch] Cultivars with Alpha-Glucosidase Inhibitory Activity Variations in China Using UPLC-Q-TOF/MS(用UPLC-Q-TOF/MS方法比较中国不同桃子品种的果肉中а-葡糖苷酶抑制活性差异性)论文,特别致谢了上海鹿明生物科技有限公司在代谢组学分析中的工作

 

 

2.基本信息

文章标题:非靶向代谢组学分析鉴定桃肉中а-葡糖苷酶抑制活性差异性相关代谢物

材料:桃子果肉   

发表期刊:Molecules   

发表时间:2019.5.22         

作者单位:上海市农业科学院林木果树研究所

主要运用鹿明生物技术:非靶向代谢组学

 

 

 

3.研究背景

葡萄糖苷酶是生物体内糖代谢途径中的重要成员之一。β-葡萄糖苷酶可以参与纤维素的代谢以及多种生理生化途径,α-葡萄糖苷酶更是直接参与淀粉及糖原的代谢途径。这类酶的功能发生异常会导致出现代谢类的疾病,同时这类酶也是多种药物与抑制剂的作用靶点,用以调节人体内的糖化学代谢。本文主要研究桃肉中а-葡糖苷酶抑制活性差异性相关代谢物。

 

 

4.研究内容

为了全面了解桃果实α-葡萄糖苷酶抑制活性(Alpha-glucosidase inhibitory activity)相关植物化学基础的变化,采用33个品种的成熟果实进行了总酚类、黄酮类、花青素、原花青素等酚类物质,以及α-葡萄糖苷酶体外抑制活性。不同品种间α-葡萄糖苷酶抑制活性差异显著,并与总酚类、总原花青素和总黄酮类密切相关。

 

利用UPLC-Q-TOF/MS方法对不同抑制活性桃子的代谢组学进行分析。该过程采用主成分分析(PCA)和正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)。对高/低α-葡萄糖苷酶抑制活性的桃子品种进行比较,鉴定到23种不同复合物,另外有9种物质作为标志性复合物反应差别,包括原花青素(Procyanidin C1)、原花青素三聚体异构体1(Procyanidin trimer isomer 1)、原花青素三聚体异构体2(Procyanidin trimer isomer 2)、原花青素B1(Procyanidin B1)、原花青素二聚体(Procyanidin dimer)、表儿茶素 (Epicatechin-epicatechin-epicatechin)、根皮苷(Phloridzin)、山奈酚(Kaempferol 3-(2”,6”-di-(E)-p-coumarylglucosid)和木犀草素(Luteolin 3’-methyl ,7-malonylglucoside)。

 

综上,桃果肉中代谢物的变化反映了桃种质的多样性,这9种化合物可以作为高α-葡萄糖苷酶抑制的桃果实遗传育种候选标记。

 

 

5.实验与结果

样品制备

中国桃子的33个品种,每个品种取30个成熟果实,分为6组生物学重复,取果肉制备样品。

 

仪器设备

Vion IMS Q TOF MS, Waters Corp., Milford, MA

 

实验结果

1、通过非靶向代谢组学分析,在33个桃品种中鉴定到了总酚类、总类黄酮、总花青素、总原花青素含量差异品种;

 

2、通过PLS回归模型分析,鉴定到17种代谢物与α-葡萄糖苷酶抑制活性显著相关;

3、高低α-葡萄糖苷酶抑制活性品种之间代谢性差异分析。

通过对与α-葡萄糖苷酶抑制活性高、中、低三类品种的桃肉PCA分析(Figure 2)、以及OPLS-DA分析(Figure 3),明确了代谢谱差异。

 

4、高低α-葡萄糖苷酶抑制活性品种中标志性复合物的鉴定

明确有差异的23种标志性复合物,通过ROC曲线分析,鉴定出与α-葡萄糖苷酶抑制活性密切关联的9种标志化合物。

 

 

研究结论

综上所述,绿原酸、新绿原酸、儿茶素、低聚原花青素和根皮苷等标志性化合物对α-葡萄糖苷酶抑制活性起作用,不同α-葡萄糖苷酶抑制活性的高低组间的代谢物存在显著差异。所筛选到的9种标志性化合物可以作为桃肉α-葡萄糖苷酶抑制活性的指标,为评价桃果实的营养提供参考,以用于育种及商业鉴定。

 

 

文章亮点

本研究通过UPLC-Q-TOF/MS非靶向代谢物分析,对33种中国桃品种果肉进行了α-葡萄糖苷酶抑制活性相关的代谢物进行了鉴定,并识别出潜在的标志性代谢物,可用于桃果实遗传育种,以用于预防餐后高血糖症的发生。

 

 

文献来源

Zhang X, Su M, Du J, Zhou H, Li X, Li X, Ye Z. Comparison of Phytochemical Differences of the Pulp of Different Peach [Prunus persica (L.) Batsch] Cultivars with Alpha-Glucosidase Inhibitory Activity Variations in China Using UPLC-Q-TOF/MS. Molecules. 2019 May 22;24(10). pii: E1968. doi: 10.3390/molecules24101968. PubMed PMID: 31121837; PubMed Central PMCID: PMC6571656.

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