科学家解析最不被了解的生物聚合物
发布时间: 2024-10-27 08:17:07
上海师范大学生命科学学院教授杨仲南团队与上海中医药大学教授陈万生课题组合作，找到了一个适合孢粉素化学分离和解析的溶解方法，得到了油菜孢粉素的结构，将加深对植物生殖发育过程的理解，促进孢粉学这一交叉学科的发展。相关研究在线发表于《自然—植物》。
图片由杨仲南团队提供。
孢粉素是所有陆生植物孢子和花粉外壁的结构物质，是植物分类学的重要依据之一。孢粉素广泛保留在地层中，并形成了丰富的化石，可用于探寻煤和石油等矿产，也可用于研究古生态、古环境、古地理和古气候学。作为天然多孔的生物纳米材料，孢粉素也被开发为药物和食品补充剂的载体、免疫调节剂、紫外线阻断剂以及有毒污染物的补救剂。
然而，孢粉素的结构解析至今仍是一大挑战。即便经过了近百年的探索，科学家们仅从孢粉素部分降解产物中分离到了少数几个化合物。也因此，有学者认为，孢粉素是人类目前最后，也最不被了解的一种生物聚合物。
研究团队通过乙醇胺降解和化学分离手段，从油菜孢粉素中分离和鉴定到了22种组分。进一步研究发现，孢粉素结构可以划分为不影响形态的外周孢粉素和碱不敏感的核心孢粉素，而羟基脂肪酸和聚合苯丙烷类衍生物是后者的关键组分。
具体而言，羟基脂肪酸通过脂键交联聚合苯丙烷类衍生物，构成孢粉素的核心结构。核心结构与柚皮素、脂肪酸和β-谷甾醇等外周物质相连，形成孢粉素的整体结构。孢粉素核心结构的化学稳定性和疏水性数据显示，与已知孢粉素的理化性质相吻合。
相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41477-024-01825-6
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