基于贻贝壳黑色素光热效应的抗菌活性对耐药性金黄色葡萄球菌感染伤口愈合的影响
发布时间：2021-06-29 04:56
由于抗生素滥用导致对抗生素耐药性细菌的产生,细菌感染已成为最难解决的问题之一。开发一种安全高效且不易产生抗药性的新型抗菌方法是目前的热门研究方向。光热治疗法是光热剂将光能转换为热能来杀死细菌的方法。这种非侵入型方法不会产生细菌耐药性,是一种具有良好应用前景的新型抗菌技术。光热治疗的关键是光热剂的选择,探索新型具有良好光热转换性能的光热剂材料,特别是生物相容和环境友好的抗菌材料具有重要意义。本文尝试通过酸解和酶解两种不同的方法从日照海域的贻贝贝壳中提取和纯化天然黑色素,并通过紫外可见吸收光谱、傅里叶红外光谱、扫描电子显微镜和X射线光电子能谱的表征方法对两者进行鉴定,证明两种方法得到的都是真黑色素,并且胰蛋白酶水解的方式更加温和,提取率更高。为了探究黑色素是否能用做光热剂,通过进行光热转化实验,发现胰蛋白酶水解的天然黑色素比HCl水解的具有更好的光热转化效果,这为其具有更高的抑菌率提供理论基础,随后的体外抗菌实验也验证了这一点,无论对耐药性的大肠杆菌还是金黄色葡萄球菌,胰蛋白水解黑色素都呈现更高的抗菌率。基于贻贝壳黑色素优良的体外抗菌效果,我们又进一步探究其在促进大鼠伤口愈合的活性。结果表...
【文章来源】：青岛大学山东省
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
真黑色素和棕黑色素的结构
青岛大学硕士学位论文5到的，其中有谷胱甘肽或半胱氨酸参与，常呈红色、棕色或黄色，颜色较浅[31]。真黑色素和棕黑色素具有共同的多巴醌前体，结构如图1.1所示[36]，基本结构单元通常为一些共价交联的吲哚环,同时含有不定量的吲哚合成前体物[32]。异黑色素（allomelanins），含有极少量甚至不含氮原子，仅存在于真菌和高等植物中，是在多酚氧化酶的催化下通过多酚的氧化聚合得到的[33,34]，通常为黑色或棕色。此类黑色素根据降解或者碱解的产物不同，又将真黑色素和棕黑色素分为吲哚构架类型，而异黑色素分为儿茶酚构架类型[35]。图1.1真黑色素和棕黑色素的结构。Figure1.1Structureofeuomelaninandpheomelanin.目前，对第二大类天然黑色素-花色苷类黑色素配基的基本构架基本明确，为3,5,7-三羟基-2-苯基苯并呋喃，结构如图1.2所示[36]。花色素的羟基位于A环的3、5、7位，与糖以糖苷键的形式结合形成花色苷，糖苷键的种类决定了花色苷的种类。图1.2花色苷类黑色素的结构。Figure1.2Structureofanthocyaninmelanin.1.3.2天然黑色素的生成途径黑色素由内质网分泌合成而来[37]。黑色素生成的途径在图1.3[38]中简要概述。当酪氨酸被酪氨酸酶氧化时，多巴醌作为直接产物产生。在不存在半胱氨酸的情况
青岛大学硕士学位论文6下，多巴醌进行分子内氨基加成，得到环多巴（leucodopachrome）。然后，无色不透明色素和多巴醌之间的氧化还原交换产生了多巴色素和多巴。多巴色素逐渐分解产生大量的5，6-二羟基吲哚（DHI）和少量5,6-二羟基吲哚羧酸（DHICA）。DHICA由酪氨酸酶相关蛋白2（Tyrp2）催化产生，也被称为多巴色素互变异构酶（Dct）。最终，这些二羟基吲哚被氧化成真黑色素。酪氨酸酶相关蛋白1（Tyrp1）被认为能催化DHICA氧化成真黑色素。另一方面，在半胱氨酸的存在下，多巴醌与半胱氨酸迅速反应，得到5-S-半胱氨酸多巴，并在较小程度上产生2-半胱氨酸多巴。然后半胱氨酸多巴被氧化得到苯并噻嗪中间体，最后产生棕黑色素[38]。棕黑素与真黑素在生成上的区别在于当没有L-半胱氨酸存在时，真黑色素的低聚体结构由苯并噻嗪和苯并噻嗪单元组成，而没有L-半胱氨酸存在时，棕黑色素由DHI和DHICA的聚合物组成。图1.3在黑色素细胞中产生真黑色素和棕黑色素的途径。Figure1.3Pathwaysforproductionofeumelaninandpheomelanininmelanocytes.1.3.3天然黑色素的来源1.3.2.1动物黑色素哺乳动物的黑色素存在于眼睛、皮肤、黏膜头发等[39]。鸟类的羽毛，两栖动物和爬行动物表皮以及乌贼属的墨囊中都有黑色素的存在[40]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]天然黑色素提取与生物功能研究进展[J]. 鲁明,付欣,于淼. 中国食品添加剂. 2020(01)
[2]Melanin-based nanoparticles in biomedical applications:From molecular imaging to treatment of diseases[J]. Xinyu Wang,Jie Sheng,Min Yang. Chinese Chemical Letters. 2019(03)
[3]黑豆蛋白的分级提取及黑豆花色苷的成分鉴定[J]. 江甜,何毅,祝振洲,李书艺,何静仁. 食品科学. 2017(04)
[4]酶法辅助提取山杏种皮黑色素工艺优化及其稳定性[J]. 李红姣,李巨秀,赵忠. 食品科学. 2016(10)
[5]天然材料贻贝壳的应用研究[J]. 孙会玲,陈庆国,刘梅,邵力,戎振英,孙静亚. 安徽农业科学. 2014(13)
[6]响应面法优化黑芝麻黑色素的碱提条件[J]. 康静静,胡海威,温文,刘崇波,温辉梁. 中国食品添加剂. 2014(04)
[7]农林废弃物在重金属废水吸附处理中的研究进展[J]. 柏松. 环境科学与技术. 2014(01)
[8]鱿鱼墨黑色素络合铁离子的活性研究[J]. 陈士国,薛勇,薛长湖,李兆杰,尹利昂,马琴. 离子交换与吸附. 2010(04)
[9]黑木耳黑色素鉴定及提取工艺优化[J]. 李琦,侯丽华,刘鑫,李伟林,马爱民. 食品科学. 2010(16)
[10]大孔吸附树脂纯化黑米色素的研究[J]. 李新华,李月文,穆静. 粮油加工. 2010(05)
硕士论文
[1]长牡蛎黑色素生成的分子机制的初步研究[D]. 于文超.鲁东大学 2019
[2]碳化钼纳米球用于光热肿瘤治疗与抗感染治疗[D]. 张群.哈尔滨工业大学 2019
[3]薏苡果壳黑色素提制鉴定、稳定性及其形成生理机制[D]. 吕大进.西南大学 2019
[4]基于金纳米结构材料的光热剂制备及其近红外光热抗菌应用研究[D]. 张杰.江苏大学 2018
[5]紫贻贝高鲜调味料的制备技术研究[D]. 于江红.中国海洋大学 2015
[6]黑芝麻黑色素的分离及其结构性质的研究[D]. 康静静.南昌大学 2015
[7]花椒籽种皮黑色素的提取纯化及性能研究[D]. 王改利.陕西科技大学 2014
[8]黑木耳黑色素的提取、纯化及其活性研究[D]. 李琦.华中农业大学 2011
[9]黑芝麻中黑色素的萃取、纯化及其性质的研究[D]. 徐利萍.江南大学 2006
本文编号：3255777
【文章来源】：青岛大学山东省
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
真黑色素和棕黑色素的结构
青岛大学硕士学位论文5到的，其中有谷胱甘肽或半胱氨酸参与，常呈红色、棕色或黄色，颜色较浅[31]。真黑色素和棕黑色素具有共同的多巴醌前体，结构如图1.1所示[36]，基本结构单元通常为一些共价交联的吲哚环,同时含有不定量的吲哚合成前体物[32]。异黑色素（allomelanins），含有极少量甚至不含氮原子，仅存在于真菌和高等植物中，是在多酚氧化酶的催化下通过多酚的氧化聚合得到的[33,34]，通常为黑色或棕色。此类黑色素根据降解或者碱解的产物不同，又将真黑色素和棕黑色素分为吲哚构架类型，而异黑色素分为儿茶酚构架类型[35]。图1.1真黑色素和棕黑色素的结构。Figure1.1Structureofeuomelaninandpheomelanin.目前，对第二大类天然黑色素-花色苷类黑色素配基的基本构架基本明确，为3,5,7-三羟基-2-苯基苯并呋喃，结构如图1.2所示[36]。花色素的羟基位于A环的3、5、7位，与糖以糖苷键的形式结合形成花色苷，糖苷键的种类决定了花色苷的种类。图1.2花色苷类黑色素的结构。Figure1.2Structureofanthocyaninmelanin.1.3.2天然黑色素的生成途径黑色素由内质网分泌合成而来[37]。黑色素生成的途径在图1.3[38]中简要概述。当酪氨酸被酪氨酸酶氧化时，多巴醌作为直接产物产生。在不存在半胱氨酸的情况
青岛大学硕士学位论文6下，多巴醌进行分子内氨基加成，得到环多巴（leucodopachrome）。然后，无色不透明色素和多巴醌之间的氧化还原交换产生了多巴色素和多巴。多巴色素逐渐分解产生大量的5，6-二羟基吲哚（DHI）和少量5,6-二羟基吲哚羧酸（DHICA）。DHICA由酪氨酸酶相关蛋白2（Tyrp2）催化产生，也被称为多巴色素互变异构酶（Dct）。最终，这些二羟基吲哚被氧化成真黑色素。酪氨酸酶相关蛋白1（Tyrp1）被认为能催化DHICA氧化成真黑色素。另一方面，在半胱氨酸的存在下，多巴醌与半胱氨酸迅速反应，得到5-S-半胱氨酸多巴，并在较小程度上产生2-半胱氨酸多巴。然后半胱氨酸多巴被氧化得到苯并噻嗪中间体，最后产生棕黑色素[38]。棕黑素与真黑素在生成上的区别在于当没有L-半胱氨酸存在时，真黑色素的低聚体结构由苯并噻嗪和苯并噻嗪单元组成，而没有L-半胱氨酸存在时，棕黑色素由DHI和DHICA的聚合物组成。图1.3在黑色素细胞中产生真黑色素和棕黑色素的途径。Figure1.3Pathwaysforproductionofeumelaninandpheomelanininmelanocytes.1.3.3天然黑色素的来源1.3.2.1动物黑色素哺乳动物的黑色素存在于眼睛、皮肤、黏膜头发等[39]。鸟类的羽毛，两栖动物和爬行动物表皮以及乌贼属的墨囊中都有黑色素的存在[40]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]天然黑色素提取与生物功能研究进展[J]. 鲁明,付欣,于淼. 中国食品添加剂. 2020(01)
[2]Melanin-based nanoparticles in biomedical applications:From molecular imaging to treatment of diseases[J]. Xinyu Wang,Jie Sheng,Min Yang. Chinese Chemical Letters. 2019(03)
[3]黑豆蛋白的分级提取及黑豆花色苷的成分鉴定[J]. 江甜,何毅,祝振洲,李书艺,何静仁. 食品科学. 2017(04)
[4]酶法辅助提取山杏种皮黑色素工艺优化及其稳定性[J]. 李红姣,李巨秀,赵忠. 食品科学. 2016(10)
[5]天然材料贻贝壳的应用研究[J]. 孙会玲,陈庆国,刘梅,邵力,戎振英,孙静亚. 安徽农业科学. 2014(13)
[6]响应面法优化黑芝麻黑色素的碱提条件[J]. 康静静,胡海威,温文,刘崇波,温辉梁. 中国食品添加剂. 2014(04)
[7]农林废弃物在重金属废水吸附处理中的研究进展[J]. 柏松. 环境科学与技术. 2014(01)
[8]鱿鱼墨黑色素络合铁离子的活性研究[J]. 陈士国,薛勇,薛长湖,李兆杰,尹利昂,马琴. 离子交换与吸附. 2010(04)
[9]黑木耳黑色素鉴定及提取工艺优化[J]. 李琦,侯丽华,刘鑫,李伟林,马爱民. 食品科学. 2010(16)
[10]大孔吸附树脂纯化黑米色素的研究[J]. 李新华,李月文,穆静. 粮油加工. 2010(05)
硕士论文
[1]长牡蛎黑色素生成的分子机制的初步研究[D]. 于文超.鲁东大学 2019
[2]碳化钼纳米球用于光热肿瘤治疗与抗感染治疗[D]. 张群.哈尔滨工业大学 2019
[3]薏苡果壳黑色素提制鉴定、稳定性及其形成生理机制[D]. 吕大进.西南大学 2019
[4]基于金纳米结构材料的光热剂制备及其近红外光热抗菌应用研究[D]. 张杰.江苏大学 2018
[5]紫贻贝高鲜调味料的制备技术研究[D]. 于江红.中国海洋大学 2015
[6]黑芝麻黑色素的分离及其结构性质的研究[D]. 康静静.南昌大学 2015
[7]花椒籽种皮黑色素的提取纯化及性能研究[D]. 王改利.陕西科技大学 2014
[8]黑木耳黑色素的提取、纯化及其活性研究[D]. 李琦.华中农业大学 2011
[9]黑芝麻中黑色素的萃取、纯化及其性质的研究[D]. 徐利萍.江南大学 2006
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