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人类最不了解的生物聚合物获解析

花匠小妙招
2024-11-04 04:30

来源：中国科学报

本报讯（见习记者江庆龄）上海师范大学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，得到了油菜孢粉素结构。这有助于加深研究人员对植物生殖发育过程的了解，促进孢粉学这一交叉学科的发展。相关研究成果近日在线发表于《自然-植物》。

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。作为天然多孔的生物纳米材料，孢粉素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，孢粉素的结构解析是一大挑战。即便经过了近百年的探索，科学家们也仅从孢粉素的部分降解产物中分离到少数几个化合物。因此，有学者认为，孢粉素是人类目前最后也是最不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22种组分。进一步的研究发现，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，其与已知孢粉素的理化性质相吻合。