小麦烷基间苯二酚对HT22细胞抗氧化能力的影响开题报告

 2022-08-11 09:21:58

1. 研究目的与意义

随着现代营养学的发展,人们对谷物的关注己经由最经济高效的能量来源转向了如何通过合理加工最大化地保留有益化合物如膳食纤维、植物油、维生素、矿物质和其他植物营养素等[1]。谷物的不同的部位所富含的成分组成和营养分布差异较大,比如胚乳以淀粉为主,而膳食纤维、蛋白质、维生素、矿物质和其他具有生物学活性的物质在胚芽和麸皮中较为丰富。在精加工过程中由于去掉了麸皮和胚芽,因此精制谷物丢失了大量的膳食纤维、植物油、维生素、矿物质和其他植物营养素[2]

小麦是一种在世界各地广泛种植的禾本科植物,子实呈椭圆形,腹部有沟。子实供制面粉,是主要粮食作物之一。小麦作为人类膳食的主要原料,所具有的营养特性主要集中于小麦的皮层。小麦的外皮层和糊粉层构成了皮层,麸皮中除了含有较丰富的酶系、蛋白质、碳水化合物和矿物质外,还含有丰富的烷基酚类化合物以及B族维生素。

Wenkert等[3]首次在麦类中发现了烷基间苯二酚类(ARs),是酚类类脂中的一种,具有两亲性,广泛存在于小麦制品中。小麦麸皮中ARs约占小麦麸皮总质量的0.31%[4]。根据其饱和烷基侧链的碳原子个数,可分为5-十七烷基间苯二酚(C17:0)、5-十九烷基间苯二酚(C19:0)、5-二十一烷基间苯二酚(C21:0)、5-二十三烷基间苯二酚(C23:0)、5-二十五烷基间苯二酚(C25:0)等不同同系物组分。ARs大量地存在于全麦的糊粉层,而胚及胚乳中不含有ARS。因此Ross等提出将ARS作为全麦制品的生物标记物[5]

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2. 研究内容和预期目标

研究内容:

1神经细胞氧化损伤模型的建立

2小麦麸皮烷基间苯二酚对神经细胞的细胞活力和凋亡情况的影响

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3. 国内外研究现状

近年来,植物中的酚类化合物因其潜在的多种保健作用而引起食品和营养研究者极大的兴趣。植物性食品能够降低多种疾病的患病率,其中流行病学及实验研究表明小麦食品能够预防心血管疾病和某些癌症,如直肠癌和乳腺癌。此外,小麦食品对肥胖、糖尿病等疾病同样具有预防作用。全谷食品的这些保护机制和其中的酚类化合物密切相关,酚类物质主要存在于小麦的麸皮中。

实验表明ARs具有多种生理生物活性[13]。ARs在体内的作用则与其吸收和代谢密切相关,小肠能够部分吸收或代谢ARs,血浆中也有一定浓度的ARs。另外一些实验表明ARs的生物活性与其烷基链链长有关,主要是由于烷基链长与其溶解能力相关,烷基链是非极性的,链长越长,溶解性越差[14]

研究表明高浓度的ARs能够抑制细菌、真菌,也可以杀死某些软体动物。ARs对革兰氏阳性菌具有高效地抑制作用,但对革兰氏阴性菌则没有或只有微弱的抑制作用[15];由于ARs具有双亲性,它能够插入到脂质双分子层的外层,当插入的ARs分子数量超过外层所能容纳的极值时,将会导致单分子层结构的形成,从而增强膜的通透性。根据浓度不同,ARs能够提高或抑制膜限制性酶的活性,此现象被认为是其影响膜磷脂活动性的结果。

Deng J Z等[16]研究发现,冬凌草素ARs能够抑制DNA聚合酶发挥作用 (IC50=7.5 μmol/L),他们认为ARs是目前发现的抑制效果最强的天然DNA聚合酶抑制剂,由于ARs同时对DNA有解旋作用,因此可以认为这两种作用可以协同的抑制甚至杀死癌细胞。Kirsti等进一步证实氧化损伤的DNA具有强的诱导效应和致癌作用。研究表明ARs对过氧化氢引起的结肠癌细胞氧化损伤具有抑制作用,癌细胞排泄物生殖毒性也因ARs的加入有所低,而这些毒性与结肠癌直接相关。

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4. 计划与进度安排

研究计划:

2020年1月5日——2020年1月13日 撰写开题报告

2020年1月14日——2020年3月25日 进行实验及完成数据处理

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5. 参考文献

[1] Ross Alastair B,Kamal-Eldin Afaf,Aman Per. Dietary alkylresorcinols: absorption, bioactivities, and possible use as biomarkers of whole-grain wheat- and rye-rich foods.[J]. Pubmed,2004,62(3).

[2] Kyr Cecilie,Olsen Anja,Landberg Rikard,et al. Plasma alkylresorcinols, biomarkers of whole-grain wheat and rye intake, and incidence of colorectal cancer.[J]. Pubmed,2014,106(1).

[3]Wilson EM, Loser EM, Mahapatra SN, et al. Wheat br-an phenols[J]. J Org Chem,1964,29(2):435

[4]汤卫国,管福琴,赵友谊,孙浩,王鸣,冯煦,单宇.五种小麦麸皮烷基酚类化合物体外抗肿瘤作用及初步的机制研究[J].食品工业科技,2014,35(15):352-355.

[5]汪丽萍,谭斌,刘明,田晓红,刘艳香.全谷物中生理活性物质的研究进展与展望[J].中国食品学报,2012,12(08):141-147.

[6]Jaggy H,Koch E. Chemistry and biology of alkylphenols from Ginkgo biloba L.[J]. Die Pharmazie,1997,52(10).

[7]Zhu Guo-Yuan,Wong Blenda Chi Kwan,Lu Aiping,Bian Zhao-Xiang,Zhang Ge,Chen Hu-Biao,Wong Yuen Fan,Fong Wang-Fun,Yang Zhijun. Alkylphenols from the roots of Ardisia brevicaulis induce G1 arrest and apoptosis through endoplasmic reticulum stress pathway in human non-small-cell lung cancer cells.[J]. Chemical amp; pharmaceutical bulletin,2012,60(8).

[8]Tanaka Ayano,Arai Yasuhiro,Kim Su-Nam,Ham Jungyeob,Usuki Toyonobu. Synthesis and biological evaluation of bilobol and adipostatin A.[J]. Journal of Asian natural products research,2011,13(4).

[9]Isao. Kubo,Masamitsu. Ochi,Paulo C. Vieira,Sakae. Komatsu. Antitumor agents from the cashew (Anacardium occidentale) apple juice[J]. American Chemical Society,2002(6).

[10]Grazzini R,Hesk D,Heininger E,Hildenbrandt G. Inhibition of lipoxygenase and prostaglandin endoperoxide synthase by anacardic acids.[J]. Biochemical and biophysical research communications,1991,176(2).

[11]Kubo I,Kinst-Hori I,Yokokawa Y. Tyrosinase inhibitors from Anacardium occidentale fruits.[J]. Journal of natural products,1994,57(4).

[12]Kris-Etherton P M,Hecker K D,Bonanome A,et al. Bioactive compounds in foods: their role in the prevention of cardiovascular disease and cancer.[J]. The American journal of medicine,2002,113 Suppl 9B.

[13]Arkadiusz Kozubek,John H.P Tyman. Cereal grain resorcinolic lipids: mono and dienoic homologues are present in rye grains[J]. Elsevier Ireland Ltd,1995,78(1).

[14]Kozubek A,Tyman John H. P.. Resorcinolic Lipids, the Natural Non-isoprenoid Phenolic Amphiphiles and Their Biological Activity.[J]. Chemical reviews,1999,99(1).

[15]S. Garca,C. Garca,H. Heinzen,P. Moyna. Chemical basis of the resistance of barley seeds to pathogenic fungi[J]. Phytochemistry,1997,44(3).

[16]Deng J Z,Starck S R,Hecht S M. bis-5-Alkylresorcinols from Panopsis rubescens that inhibit DNA polymerase beta.[J]. Journal of natural products,1999,62(3).

[17]Chandrika M. Liyana-Pathirana,Fereidoon Shahidi. The antioxidant potential of milling fractions from breadwheat and durum[J]. Journal of Cereal Science,2006,45(3).

[18]Matteo ,Monica L,Fabiano T,Marco A,et al. Alkylresorcinol content in whole grains and pearled fractions of wheat and barley[J]. Journal of Cereal Science,2016,70.

[19]Alastair B.,Cecilia ,Gran K,Otto I. Savolainen. Identification and quantification of even and odd chained 5-n alkylresorcinols, branched chain-alkylresorcinols and methylalkylresorcinols in Quinoa ( Chenopodium quinoa )[J]. Food Chemistry,2017,220.

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