河南工业大学廖爱美副教授团队：解析透明质酸-麦胚醇溶蛋白-EGCG三元纳米颗粒的竞争相互作用与递送机制

最新研究

近日，河南工业大学廖爱美副教授团队在国际权威期刊Food Chemistry（SCI一区，IF 10.4）发表了题为“Deciphering competitive interactions in hyaluronic acid-wheat germ gliadin-EGCG ternary nanoparticles: Multi-spectroscopic and computational insights into encapsulation and release”的研究论文，廖爱美副教授和北方民族大学魏兆军教授为本论文的通信作者，廖爱美副教授为本论文的第一作者。

表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）作为茶叶中含量丰富的单体多酚，具有抗炎、抑菌、抗增殖等多种生物活性，但其在生理及加工条件下化学不稳定，极易发生降解与结构转化，亟需开发能够改善其稳定性并调控释放的递送策略。麦胚醇溶蛋白（WGG）作为小麦胚芽的主要贮藏蛋白组分，约占小麦总贮藏蛋白的40%-50%，具有优良的溶解性与自组装能力，适合作为生物活性物的递送载体；透明质酸（HA）作为一种高亲水性、生物相容性良好的天然多糖，常被引入蛋白基纳米颗粒中以改善颗粒组织与胶体稳定性。团队前期研究已证实，WGG可与EGCG自组装形成WGG-EGCG纳米颗粒（WE-NPs），通过增强非共价相互作用显著抑制EGCG在模拟胃肠消化过程中的释放。然而，以往研究多聚焦于蛋白-多酚或多糖-多酚的二元体系，在蛋白-多糖-多酚三元体系中，多种非共价相互作用可能共存并相互竞争，对纳米颗粒组装与功能产生更为复杂的影响，而这一“相互作用-释放”关系尚缺乏深入理解。为此，该团队以HA、WGG与EGCG为原料构建了三元纳米颗粒（HWE-NPs），提出HA与EGCG可能与WGG上部分重叠区域结合并产生竞争作用的科学假设，旨在建立三元体系内“相互作用-结构-包埋-释放”之间的内在关联。

图片摘要

在这项研究中，该团队采用超声辅助70%乙醇法从麦胚中提取醇溶蛋白WGG，并在不同组分比例下制备了一系列HWE-NPs三元纳米颗粒。通过傅里叶红外光谱（FTIR）、圆二色谱（CD）、荧光光谱等多光谱手段，结合分子对接与分子动力学模拟，系统解析了HA、WGG与EGCG之间的分子相互作用。结果表明，HA与EGCG均通过氢键、疏水作用与π-π堆叠等方式与WGG结合，并占据部分重叠的相互作用区域；随着HA比例的增加，HWE-NPs的粒径与EGCG包封率随之发生组分依赖性变化。分子动力学模拟进一步证实，在代表性配比（HA:WGG:EGCG = 40 : 40 : 20）下，WGG-HA与WGG-EGCG的相互作用共存于三元体系之中。

体外模拟胃肠消化实验表明，与二元WE-NPs相比，HWE-NPs的EGCG释放速率更快。HA与EGCG的竞争结合削弱了EGCG与蛋白的结合强度，从而促进了活性物的释放。在HepG2肝癌细胞增殖抑制实验中，HWE-NPs较WE-NPs展现出更强的抗增殖活性，与其更快的EGCG释放行为相吻合。

这项研究系统揭示了蛋白-多糖-多酚三元递送系统中分子间竞争相互作用对包埋效率、颗粒结构与活性物释放的调控作用，表明除协同相互作用之外，竞争结合同样是决定三元递送系统性能的关键因素。该发现为通过调控组分比例与分子间竞争作用来定制化设计纳米载体的理化与释放性能提供了新的理论依据，对功能性食品与营养活性物的稳态化递送具有重要参考价值。

结果展示

图1. 不同质量比的透明质酸 - 麦胚醇溶蛋白纳米颗粒（ HW‑NPs ）与透明质酸 - 麦胚醇溶蛋白 -EGCG 三元纳米颗粒 （ HWE‑NPs ）的微观形貌对比。

图2. 麦胚醇溶蛋白（ WGG ）与 HW‑NPs 的傅里叶变换红外光谱图 (a) ； WE‑NPs 与 HWE‑NPs 的傅里叶变换红外光谱图 (b) ； WGG 与 HW‑NPs 的圆二色谱图 (c) ； WE‑NPs 与 HWE‑NPs 的圆二色谱图 (d) ； WGG 与 HW‑NPs 的蛋白质二级结构分析 (e) ； WE‑NPs 与 HWE‑NPs 的蛋白质二级结构分析 (f)

图3. EGCG 、透明质酸单糖单元、透明质酸三糖单元与 α‑ 醇溶蛋白、 γ‑ 醇溶蛋白的结合口袋；绿色代表 α‑ 醇溶蛋白，金黄色代表 γ‑ 醇溶蛋白。

图4.EGCG、透明质酸单糖单元、透明质酸三糖单元分别与α‑醇溶蛋白、γ‑醇溶蛋白结合时氢键的三维空间分布；黄色虚线代表氢键。

图5.HWE‑NPs自组装过程的分子动力学（MD）模拟

图6.HWE‑NPs的制备流程及形成机制示意图

图7. 体外模拟消化过程中WE‑NPs、HE‑NPs、HWE‑NPs的EGCG释放曲线(a)以及粒径变化(b)

图8. CCK‑8法检测游离EGCG、WE‑NPs、HWE‑NPs对HepG2细胞增殖的抑制效果图

Reference

Liao A.-M., Zhu Z.-T., Gao M.-Y., Chen J.-W., Chandrapala J., Pan L., Hou Y.-C., Huang J.-H., Liu N., Hui M., & Wei Z.-J. Deciphering competitive interactions in hyaluronic acid-wheat germ gliadin-EGCG ternary nanoparticles: Multi-spectroscopic and computational insights into encapsulation and release. Food Chemistry, 2026, 530: 151249.

https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2026.151249

廖爱美副教授

廖爱美，韩国全南国立大学博士，博士生导师，河南工业大学副教授；中国科协“海智计划”山东（临沂）工作基地海智专家、中国酵素研究院专家委员会副主任委员、河南省营养保健协会第六届专家委员会委员、河南省微生物学会理事、河南工业大学青年骨干教师，河南省高层次人才（C类），河南省科技副总。Food Chemistry、International Journal of Macromolecules、Food and Chemical Toxicology、Food & Function、Food Bioscience等国内外期刊审稿人。主要研究方向为粮食资源/农副产品资源/药食同源资源的生物加工与综合利用、功能食品研究开发、生物活性成分营养递送等。主持河南省重点研发专项、安徽省科技重大专项、河南省科技攻关项目、河南省青年托举人才项目等10余项；发表SCI论文50余篇，主编专著1部；授权国家发明专利11项；参与制订团标2项。获河南省科学技术进步奖一等奖、中国商业联合会科技进步一等奖、中国粮油学会科学技术进步一等奖、中国食品工业协会科学技术奖一等奖、河南工业大学毕业论文优秀指导老师；指导本科生立项大学生创新创业训练项目（国家级3项，省级1项）、获中国互联网+大学生创新创业大赛国家铜奖、全国大学生生命科学竞赛一等奖等多项奖励。

魏兆军教授

魏兆军，博士、二级教授、博士生导师。北方民族大学生物科学与工程学院院长、研究生院院长。主要研究方向为农林特产功能性食品加工。连续多年入选美国斯坦福大学和爱思唯尔出版社共同发布的全球前2%顶尖科学家的“终身科学影响力”和“年度科学影响力”榜单。享受国务院政府特殊津贴；宁夏回族自治区自治区特聘专家、宁夏回族自治区高等学校特聘教授；教育部新世纪优秀人才、安徽省杰出青年基金获得者；中国食品科学技术学会特殊食品分会理事、中国生物化学与分子生物学学会农业分会理事；宁夏食品安全学会会长。国家自然基金、国家留学基金、教育部和多个省基金和科技项目评审专家；国家科技进步奖、教育部和多个省科技进步奖评审专家。《Food Chemistry》等国内外50余期刊审稿人。《Phytomedicine》《Frontiers in Nutrition》《eFood》《Food Frontiers》等SCI期刊副主编，《Food Science and Human Wellness》《Journal of Future Foods》《食品科学》等期刊编委。先后获得国家科学技术进步二等奖1 项，省部级科技进步奖6 项。主持国家重点研发项目课题1 项、国家自然科学基金5 项、省科技重大专项等科研项目30余项。在《Trends in Food Science & Technology》《Food Chemistry》等期刊发表高水平SCI论文373余篇，其中以第一或者通信作者发表SCI论文319余篇；出版专著和教材9部，制订国家和地方标准8项，获得授权专利20余件。

编辑/责编：张睿梅。信息来自作者团队，图片来自原文。点击下方阅读原文即可查看英文原文。

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