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Enhancement of neuroprotection, antioxidant capacity, and water-solubility of crocins by transglucosylation using dextransucrase under high hydrostatic pressure
Enzyme and Microbial Technology ( IF 3.4 ) Pub Date : 2020-10-01 , DOI: 10.1016/j.enzmictec.2020.109630 Il-Kyoon Mok 1 , Thi Thanh Hanh Nguyen 1 , Dong Hoi Kim 2 , Jae Wook Lee 2 , Sangyong Lim 3 , Ho-Yong Jung 4 , Taeyun Lim 5 , Kunal Pal 6 , Doman Kim 1
Enzyme and Microbial Technology ( IF 3.4 ) Pub Date : 2020-10-01 , DOI: 10.1016/j.enzmictec.2020.109630 Il-Kyoon Mok 1 , Thi Thanh Hanh Nguyen 1 , Dong Hoi Kim 2 , Jae Wook Lee 2 , Sangyong Lim 3 , Ho-Yong Jung 4 , Taeyun Lim 5 , Kunal Pal 6 , Doman Kim 1
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Crocin, one of the major carotenoid pigments of Crocus sativus (saffron), is responsible for antioxidant activity, neuroprotection, and the inhibition of tumor cell proliferation. In order to improve the functionality of crocin, α-glucosyl-(1→6)-trans-crocins (C-Gs) were synthesized using sucrose and dextransucrase from Leuconostoc mesenteroides. High hydrostatic pressure (HHP) technique was applied to the synthesis process of C-Gs in order to improve its transglucosylation yield. A 100 MPa HHP condition enhanced the production yield of C-Gs by 1.95 times compared to that of 0.1 MPa atmospheric pressure. Novel C-Gs were purified by HPLC, and their chemical structures were determined using NMR analysis. Novel C-Gs increased water solubility 4.6-5.7 times and antioxidant activity 1.5-2.6 times, respectively, compared to crocin, and their neuroprotections (cell viability 92.5-100.4 %) on HT22 mouse hippocampal neuronal cells were significantly higher than that of crocin (cell viability 84.6 %). This advanced neuroprotection of novel C-Gs could be highly associated with their enhanced antioxidant activity. Thus, the enhanced water solubility and functionality of novel C-Gs can induce better clinical efficacy of neuroprotection than trans-crocin.
中文翻译：
通过在高静水压下使用葡聚糖蔗糖酶进行转葡萄糖基化来增强藏红花素的神经保护、抗氧化能力和水溶性
番红花素是番红花（藏红花）的主要类胡萝卜素色素之一，负责抗氧化活性、神经保护和抑制肿瘤细胞增殖。为了提高藏红花素的功能性，使用来自肠系膜明串珠菌的蔗糖和葡聚糖蔗糖酶合成了 α-葡糖基-(1→6)-反式藏红花素 (C-Gs)。将高静水压（HHP）技术应用于 C-Gs 的合成过程，以提高其转糖基化产率。与 0.1 MPa 大气压相比，100 MPa HHP 条件将 C-Gs 的产量提高了 1.95 倍。新型 C-G 通过 HPLC 进行纯化，并使用 NMR 分析确定其化学结构。与藏红花素相比，新型 C-Gs 的水溶性分别提高了 4.6-5.7 倍，抗氧化活性提高了 1.5-2.6 倍，它们对 HT22 小鼠海马神经元细胞的神经保护作用（细胞活力 92.5-100.4%）显着高于藏红花素（细胞活力 84.6%）。新型 C-G 的这种高级神经保护可能与其增强的抗氧化活性高度相关。因此，与反式藏红花素相比，新型 C-Gs 增强的水溶性和功能性可以诱导更好的神经保护临床功效。
更新日期：2020-10-01
中文翻译：
通过在高静水压下使用葡聚糖蔗糖酶进行转葡萄糖基化来增强藏红花素的神经保护、抗氧化能力和水溶性
番红花素是番红花（藏红花）的主要类胡萝卜素色素之一，负责抗氧化活性、神经保护和抑制肿瘤细胞增殖。为了提高藏红花素的功能性，使用来自肠系膜明串珠菌的蔗糖和葡聚糖蔗糖酶合成了 α-葡糖基-(1→6)-反式藏红花素 (C-Gs)。将高静水压（HHP）技术应用于 C-Gs 的合成过程，以提高其转糖基化产率。与 0.1 MPa 大气压相比，100 MPa HHP 条件将 C-Gs 的产量提高了 1.95 倍。新型 C-G 通过 HPLC 进行纯化，并使用 NMR 分析确定其化学结构。与藏红花素相比，新型 C-Gs 的水溶性分别提高了 4.6-5.7 倍，抗氧化活性提高了 1.5-2.6 倍，它们对 HT22 小鼠海马神经元细胞的神经保护作用（细胞活力 92.5-100.4%）显着高于藏红花素（细胞活力 84.6%）。新型 C-G 的这种高级神经保护可能与其增强的抗氧化活性高度相关。因此，与反式藏红花素相比，新型 C-Gs 增强的水溶性和功能性可以诱导更好的神经保护临床功效。
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