《Blue Biotechnology》：Elucidation of antioxidant activity and metabolite profiling of the marine soft coral Litophyton sp.
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本研究首次系统评估了采自北婆罗洲海域的软珊瑚Litophyton sp.的抗氧化潜力。文章利用DPPH和ABTS两种方法测定了其粗提物的自由基清除能力（IC50值分别为42.63±2.98 mg/mL和24.53±2.55 mg/mL），并测定了总酚（Total Phenolic Content， TPC）和总黄酮（Total Flavonoid Content， TFC）含量。通过傅里叶变换红外光谱（Fourier-Transform Infrared Spectroscopy， FTIR）和液相色谱-四极杆-Orbitrap质谱（Liquid Chromatography q-Orbitrap Mass Spectrometry， LC-q-Orbitrap-MS）技术，首次全面揭示了该物种富含脂肪酸、芳香族化合物和嘌呤等在内的75种代谢物，并鉴定出柠檬醛（citral）、葫芦巴碱（trigonelline）等多类已知抗氧化活性分子。该研究拓展了我们对Litophyton属软珊瑚化学多样性及其在功能性食品和海洋药物发现中应用潜力的认知。
引言
海洋生态系统是活性天然产物的重要来源，其中软珊瑚（Octocorallia: Alcyonacea）是化学多样性最丰富的类群之一。Litophyton属因其能够产生结构独特且具有多种药理学潜力的次级代谢物而受到广泛关注。这类珊瑚通常具有从中央茎辐射出的许多分枝，呈现灌木状外观，可生长至80厘米高，颜色多样。该属包含近100个物种，已鉴定出超过200种代谢物，包括类固醇、萜类和混源萜，显示出细胞毒性、抗病毒和抗菌活性。然而，尽管在全球范围内对Litophyton sp.的生物活性化合物分离和表征已取得实质性进展，但对其抗氧化能力和详细代谢物谱的全面研究仍然有限，特别是对于来自北婆罗洲海洋生物多样性区域的样本。
为了填补这一知识空白，本研究旨在评估采自马来西亚北婆罗洲实邦加岛的Litophyton sp.的抗氧化活性、总酚和总黄酮含量，并通过定性筛选和质谱分析对其粗提物中的代谢物进行谱学分析。
材料与方法
本研究在沙巴生物多样性中心许可下，于2024年7月23日至24日通过水肺潜水从实邦加岛采集了Litophyton sp.样本 。样本经清洁去除共生生物后，采用甲醇浸渍法提取生物活性代谢物，提取率为2.82%。
抗氧化活性评估采用DPPH（2,2-二苯基-1-苦基肼）和ABTS（2,2'-联氮-双-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸）自由基清除实验，计算半数抑制浓度（IC50）。总酚含量（TPC）采用Folin-Ciocalteu法测定，以没食子酸当量表示（mg GAE/g）。总黄酮含量（TFC）采用氯化铝比色法测定，以槲皮素当量表示（mg QE/g）。
代谢物定性筛选根据Harborne方法进行，检测生物碱、蒽醌、黄酮类等多种代谢物类别。傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析使用Bruker Alpha II Compact FTIR光谱仪，在4000–400 cm?1范围内识别特征官能团。代谢物全面分析采用液相色谱-四极杆-Orbitrap质谱（LC-q-Orbitrap-MS）在正离子和负离子模式下进行，利用Compound Discoverer 3.0软件比对mzCloud和ChemSpider数据库进行化合物鉴定。
结果与讨论
自由基清除活性（DPPH和ABTS法）
Litophyton sp.甲醇提取物在3.12至50 mg/mL浓度范围内显示出浓度依赖性的自由基清除活性。其DPPH自由基清除活性的IC50值为42.63±2.98 mg/mL，ABTS自由基清除活性的IC50值为24.53±2.55 mg/mL 。与以往研究相比，本研究的IC50值反映了显著的抗氧化潜力。不同研究间抗氧化活性的差异可能归因于化学组成、提取方法以及影响软珊瑚物种生化谱的环境因素。
提取率、总酚含量（TPC）和总黄酮含量（TFC）
Litophyton sp.甲醇提取物的提取率为2.82%，总酚含量（TPC）为0.017 ± 0.007 mg GAE/g，总黄酮含量（TFC）为0.129 ± 0.006 mg QE/g。该属物种以往的研究主要集中在萜类化合物而非多酚类物质，因此本研究中较低的TPC和TFC值与已知的属代谢物谱相符，表明酚类物质是Litophyton提取物中的次要成分。然而，本研究样本中黄酮类含量相对于酚类含量较高。定性代谢物分析也证实了黄酮类和黄酮酚类的存在。
尽管甲醇提取物显示出相对较低的TPC和TFC值，但它仍表现出可测量的抗氧化活性。这表明提取物的抗氧化能力并非仅依赖于酚类和黄酮类，而是受到提取物中检测到的其他类别代谢物的影响，如生物碱、类固醇和萜类，这些物质已知也对抗氧化潜力有贡献。
定性代谢物筛选
定性代谢物筛选检测到七类化合物，包括生物碱、黄酮类、黄酮酚类、皂苷、类固醇、单宁和萜类。其中，生物碱、类固醇和皂苷含量较高，而蒽醌和花青苷未检测到。这些发现与之前对其他软珊瑚的研究一致，其中类似的化合物如萜类、黄酮类和酚类被检测出并与抗氧化特性相关。
傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析
Litophyton sp.甲醇提取物的FTIR分析显示，在约3335.08 cm?1处有一个宽而中等的羟基化合物伸缩（O-H）吸收带。2924.64 cm?1处的尖锐峰表明C-H伸缩振动。1980.55 cm?1处的一个显著峰处于三键（如C≡C伸缩，炔烃）范围内。1731.41 cm?1处的强峰信号是C=O伸缩的特征，表明羰基的存在。1642.77 cm?1处的另一个峰提示C=C伸缩，可能来自烯烃 。FTIR分析识别了样本提取物中的官能团，包括羟基、烷基、炔基、羰基和烯烃，支持了提取物中存在多种生物活性代谢物的观点。
液相色谱-四极杆-Orbitrap质谱（LC-q-Orbitrap-MS）分析
对Litophyton sp.甲醇提取物进行了正离子和负离子模式的LC-q-Orbitrap-MS分析。
正离子模式分析： 共检测到57种来自不同官能团的代谢物 。其中，葫芦巴碱（trigonelline，一种生物碱）据报道具有强大的抗氧化特性，可通过减少氧化应激和清除活性氧（Reactive Oxygen Species， ROS）发挥作用。此外，还鉴定出松油酸（pinolenic acid）、柠檬醛（citral）、茉莉酮（jasmone）、乙酰左旋肉碱（acetyl-L-carnitine）和花生四烯酸（arachidonic acid）等强抗氧化剂。肌酸（creatine）具有神经保护作用，脱氢表雄酮（dehydroepiandrosterone）显示出抗癌潜力，而二十二碳六烯酸（docosahexaenoic acid， DHA）则通过增加细胞内谷胱甘肽水平表现出抗氧化和抗炎特性。
化学类别分布显示，脂肪酸占比最大（17%），其次是脂肪酰胺（13%）和芳香族化合物（9%）。氨基酸、萜类和杂环化合物各占7%，生物碱和类固醇占6% 。
负离子模式分析： 共检测到18种来自不同官能团的代谢物 。其中鉴定出的代谢物如3-氨基苯甲酸甲酯（methyl-3-aminobenzoate）、哌啶甲酸（nipecotic acid）、腺嘌呤（adenine）、异亮氨酸（isoleucine）和（R, S）-新烟草碱（(R, S)-anatabine）等已被报道具有抗氧化、抗癌、抗炎和抗菌特性。在负离子模式下，嘌呤是最丰富的化学类别，占29%，其次是芳香族化合物（22%）和脂肪酰胺（17%）。
结论
综上所述，采自马来西亚北婆罗洲实邦加岛的Litophyton sp.展现出抗氧化活性，并拥有包括酚类、黄酮类、脂肪酸和其他天然抗氧化相关化合物在内的多样化代谢物。这些特性凸显了该物种作为功能性食品、药品和营养保健品开发天然代谢物来源的潜力。其整体代谢物谱强调了该物种在开发生物技术，特别是天然抗氧化剂和海洋药物发现方面的意义。未来的研究需要侧重于纯代谢物的分离和表征、评估其治疗功效，并探索可持续的采收或培育策略以支持其未来的商业或治疗用途。然而，本研究使用了粗提物、体外实验和来自单一地点的样本，这些因素可能限制研究发现的普适性。
