利用DesignExpert8.0.6，面法根據回歸方程，优化氧化研究生成等高線和響應麵圖，川芎並考察擬合響應曲麵的蛋白形狀，分析pH、工艺料液比、及抗提取時間對LCP得率的活性影響。在響應麵圖中，面法曲線變化越陡峭，优化氧化研究說明交互影響越顯著。川芎從圖2～圖4可見，蛋白三個因素在所選範圍內存在極值，工艺即等高線中最小橢圓的及抗中心點。結果表明，活性BC交互作用顯著，面法與F值結果一致。
經軟件分析，該模型得到的最優條件為：料液比1:15.65（g/mL）、提取時間1.58h、pH6.23。且預測LCP得率理論值為2.35%。考慮到實際操作的可能性，將試驗條件修正為：料液比為1:15（g/mL）、提取時間1.5h、pH6。在該修正條件下進行3次提取試驗，平均蛋白質得率為（2.36%±0.13%），接近理論值。表明該數學模型可用於優化LCP質提取過程。
實驗結果如圖5所示，Tris-HCl所提LCP的分子量分布在17～48kDa之間，較之月見草蛋白（16～200kDa）、榴蓮蛋白（20～100kDa）、向日葵蛋白（300～350kDa）、扁豆蛋白（50～80kDa），LCP分子量較小。有研究提取不同蘑菇中的蛋白質並進行抗氧化研究，結果表明分子量較小的蛋白質抗氧化能力較強。活性氧自由基可以誘導蛋白質發生過氧化反應，因其易與蛋白質或蛋白質衍生化合物相關的反應可能發生在含有組氨酸的側鏈上，使蛋白質分子具有抗氧化活性。
在等電pH條件下，蛋白質分子上的電荷缺失降低了蛋白質分子之間的排斥力，從而促進了蛋白質與蛋白質之間的相互作用，蛋白質沉澱，溶解性降低，最終降低其他功能特性。試驗中製備的LCP提取物在pH為3.88時沉澱最多，如圖6所示，pH3.88與其餘pH的蛋白沉澱量之間存在顯著差異（P＜0.05），因此pH3.88可能是LCP的pI，這可以為分離和純化中選擇離子交換劑或凝膠色譜試劑及後續研究提供基礎，因等電點附近加熱可以更好地控製蛋白質的溶解度，可通過加熱控製蛋白質變性和聚集的程度來增強蛋白質的功能。
蛋白質溶解度是蛋白質變性和結構改變程度的指標，也是蛋白質功能的良好指標。pH為8（圖7）時，LCP的溶解度為96%。LCP在pH3～4之間溶解度最小，當pH偏離pI時，蛋白溶解度增大。在pH8下觀察到較高的溶解度，可能是由於高pH條件下LCP部分水解導致末端殘基增多，這些殘基有利於蛋白質分子與水的親水性相互作用，如氫鍵和靜電相互作用。
由圖8（a）可知，在0.3～1.5mg/mL範圍內，LCP的羥自由基清除能力隨著濃度的增大而增強，當其濃度達到1.5mg/mL時，羥自由基清除率為60%。陽性對照組VC的IC50值為0.72mg/mL，計算得到LCP清除羥自由基的IC50值為1.18mg/mL，由此可知，雖清除效果弱於陽性對照組，LCP具有一定的羥自由基清除能力。
由圖8（b）可知，LCP對超氧陰離子自由基的清除能力在0.3～1.5mg/mL的濃度範圍內隨著濃度的增大而增強，呈現較為明顯的量效關係，當其濃度達到1.5mg/mL時，超氧陰離子自由基清除率達到78%，清除能力與1.5mg/mLVC相當。通過計算可知LCP清除超氧陰離子自由基的IC50值為0.57mg/mL，VC的IC50值0.26mg/mL。由實驗結果可知，LCP具有良好的超氧陰離子清除能力，並呈劑量依賴性，活性隨蛋白質濃度的增加而增加，但不呈線性關係，推測是蛋白質不完全溶解所致。而超氧自由基能間接誘導脂質氧化而促進動脈粥樣硬化斑塊的發展和生長。推測LCP可作為一種潛在的預防心血管疾病的天然抗氧化劑進一步研究。
由圖8（c）可知，隨著濃度的增加，LCP的DPPH自由基清除率逐漸增大，二者呈正相關性，當濃度為1.5mg/mL時，DPPH自由基清除率達到最大值58.3%。但與陽性對照組VC（IC50值為0.16mg/mL）相比，LCP（IC50值為1.31mg/mL）清除羥自由基的能力較弱，推測LCP可能含有較高疏水氨基酸所致。
LCP顯示出良好的抗氧化活性，可能是由於LCP中含的氨基酸部分水解，能夠向自由基提供質子，從而顯示出抗氧化能力；在適當的pH條件下提取的LCP，屬小分子量的蛋白質，亦可能是增強抗氧化活性的一個原因。
蛋白來源豐富，種類繁多，在食品及醫療行業的應用廣泛。天然蛋白質是動植物體內的重要大分子物質，具有維持細胞表麵或細胞內識別、細胞粘附、蛋白質的加工和轉移等生物活性功能和生物活性。本研究首次從中藥川芎中分離蛋白質，單因素結合響應麵法優化LCP提取工藝結果表明，在pH6、料液比1:15、提取1.5h條件下提取LCP，得率為（2.36%±0.13%），Tris-HCl法可以用於LCP提取。同時對其理化特性進行了研究，SDS-PAGE電泳表明，LCP的分子量分布在17～48kDa之間。LCP的pI約為pH3.88；pH為8時，LCP的溶解度為96%。通過探索的LCP的分子量、等電點、溶解度等功能特性，可為其進一步研究提供一定的研究基礎，為其在食品工業等領域的應用提供理論依據。
機體細胞的癌變，衰老及其它疾病都與機體內自由基的過量產生有直接的密切聯係。本研究結果顯示，LCP具有良好的抗氧化活性，羥自由基清除能力IC50為1.18mg/mL、超氧陰離子自由基清除能力IC50為0.57mg/mL、1，1-二苯基-2-苦基肼基（DPPH）自由基清除能力IC50為1.31mg/mL。且屬於天然產物，具有比較高的安全性，可作為一種潛在的天然抗氧化劑源。本研究為川芎合理開發和應用提供了一些基礎資料，也為開發植物源的天然抗氧劑奠定了良好的基礎。
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