中科院1区if7.5+南昌大学：全面剖析天然多糖与Toll样受体4互作用机制

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编辑：陈敏/ 主编：张大川/ 学术顾问：寇兴然

南昌大学谢明勇和聂少平教授课题组：全面剖析天然多糖与Toll样受体4互作用机制

Food chemistry (IF=7.514)

●南昌大学食品学院李明智（第一作者）、谢明勇及聂少平教授（通讯作者）等在国际食品期刊《Food chemistry》（IF: 7.514，中科院一区）上在线发表了题为“Interaction between polysaccharides and toll-like receptor 4: Primary structural role, immune balance perspective, and 3D interaction model hypothesis”的综述性论文，总结了近五年报道与TLR4互作用多糖的一级结构，并采用统计分析的方法总结出与TLR4互作用潜在的最优一级结构特征。其次，该文还从免疫平衡的角度阐明了多糖通过TLR4实现对胞内信号转导的双向调控，并预测了4类关于多糖与TLR4-MD2复合物的3D互作用模型，综述中所总结的论点旨在为多糖与TLR4互作用提供一些新的见解。

成果介绍

综述背景：

天然多糖展现优良的免疫调节活性，比如真菌来源和中草药来源的多糖，而模式识别受体（PRRs）是生物大分子多糖进入先天免疫系统不可或缺的“桥梁”。近年来，研究者们发现TLR4受体能够识别不同结构类型的多糖，是与多糖互作用的“明星受体”。但是，不同结构类型多糖与TLR4相互作用的机制尚不明晰。

综述内容与结论：

首先从多糖结构出发，综述了近五年报道与TLR4互作用多糖的一级结构，主要包含分子量、单糖组成、糖苷键、官能团类别、支链结构等方面的信息，并进一步采用统计分析的方法总结出了与TLR4相互作用潜在的最优一级结构特征，如合适大小的分子量，高比例的六碳单糖组成，具有带电荷或亲疏水性的官能团，存在一定程度的支链或三螺旋结构。

文章还从免疫平衡的角度阐明了多糖通过TLR4实现对胞内信号转导的双向调控并列举了部分参与的经典信号通路，例如NF-κB，MAPK，PI3K/Akt等信号通路。

最后文中还依据TLR4-MD2复合物识别LPS的经典模型及多糖溶液构象，预测了4类关于多糖与TLR4-MD2复合物的3D互作用模型。最终，我们认为多糖与TLR4互作用的本质是多重非共价键的弱相互作用。多糖与TLR4-MD2复合物中氨基酸残基形成的氢键和疏水互作用是这种亲和力的主要来源，而亲和力的强度与多糖的一级或空间结构及溶液链构象密切相关。

●创新性/应用前景

从数据分析的角度，得到了一些TLR4相关多糖的标志性初级结构；从免疫平衡视角全面的阐述多糖如何通过TLR4实现对免疫系统的双向调控。首次依据TLR4相关多糖的初级结构及溶液构象，并结合经典的LPS-TLR4-MD2复合物互作用模型，假设了4类多糖与TLR4-MD2复合物互作用模型。

参考文献

https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2021.131586

专家/团队介绍

谢明勇，教授，博士，博导。2021年11月18日，谢明勇教授当选中国工程院环境与轻纺工程学部院士。研究方向：食品化学与营养学、食品安全。谢明勇教授长期聚焦食源性多糖与果蔬发酵方向开展研究，取得了系列工程化创新成果，带领团队创制了改善胃肠道功能和益生菌发酵果蔬等系列营养健康产品，并实现了产业化，催生出全新的养胃食疗和果蔬发酵绿色制造产业。

谢明勇，男，1957年出生于江西分宜，籍贯江西宜春；1982年本科毕业于江西工学院（现南昌大学）化工系，1988年在华东工学院（现南京理工大学）获工学硕士学位，1997年获德国波恩大学营养学博士学位；现任南昌大学食品科学与技术国家重点实验室主任，中国食品科学技术学会副理事长；长期在南昌大学从事食品营养科学与技术领域的人才培养、科学研究和社会服务工作，获国家科技进步二等奖和国际食品亲水胶体基金会大奖等，2016年当选国际食品科学院院士，近四年连续入选科睿唯安全球“高被引科学家”榜单；指导的学生获杰青、优青、全国优博、IUFoST杰出青年科学家奖等。

聂少平，教授，现任南昌大学食品学院院长、南昌大学食品科学与技术国家重点实验室成员、中国-加拿大食品科学与技术联合实验室（南昌）中方负责人。享受国务院特殊津贴专家，国家“万人计划”科技创新领军人才，国家自然科学基金杰出青年基金、优秀青年基金项目获得者，科技部中青年科技创新领军人才，教育部新世纪优秀人才，江西省高等学校“井冈学者”特聘教授，江西省主要学科学术带头人，江西省百千万人才工程人选，江西省第七批高等学校中青年骨干教师。Food Frontiers主编，Elsevier旗下期刊Bioactive Carbohydrates and Dietary Fibre副主编，Journal of Agricultural and Food Chemistry、Current Topics in Nutraceutical Research、Food Science and Human Wellness等杂志的编委，SCI杂志Food Hydrocolloids、Food Chemistry、Molecules的Guest Editor；中国农业工程学会农产品加工及贮藏工程专业委员会第十届理事会副理事长，中国食品科学技术学会理事。主要从事食品复杂碳水化合物（主要为生物活性多糖与膳食纤维）、食品化学与营养等领域的研究工作。

聂少平教授在Food Chemistry、Journal of Agricultural and Food Chemistry、Carbohydrate Polymers、Food Hydrocolloids、Critical Review in Food Science and Nutrition、中国食品学报、食品科学等业内优秀期刊发表论文300多篇，其中SCI收录170多篇，被引4000多次，h-index为36，获发明专利授权22件。应邀在Elsevier出版集团和科学出版社合著学术专著2部；参编中文著作7部。获2016年国家科技进步奖二等奖、2017年中国食品科学技术学会杰出青年奖、2014和2017年度江西省自然科学一等奖、2014和2018年度国家级教学成果奖二等奖、2017年中国食品科学技术学会杰出青年奖、2015年 “江西青年五四奖章称号” ，2016年被中共江西省委教育工作委员会评为高校优秀共产党员，获其他各类奖励10余项，入选科睿唯安2020年、2019年和2018年度全球“高被引科学家”榜单。

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