2024年9月28日，我院赵倩倩副教授团队在应用化学领域顶级期刊《Food Hydrocolloids》上发表了题为《Integrating strategy to investigate the formation and stabilization mechanisms of Curcumin-Cyclodextrin inclusion complexes: Experimental characterizations and multi-scale computational simulations》的研究性论文（1区，IF：11.0）。该研究通过实验表征与多尺度计算模拟研究了姜黄素-环糊精包合物的结合机制，揭示了包合物的形成和稳定机制，为提高姜黄素的溶解性及稳定性提供了参考。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2024.110679

姜黄素（CUR）是一种从姜黄根茎中提取的多酚化合物，具有抗氧化、抗菌、抗炎、抗肿瘤和神经保护等多种药理活性，显示出治疗癌症和冠心病的潜力。然而，CUR水溶性差、稳定性低，导致其生物利用度较低，限制了临床应用。为了解决这一问题，科学家们开发了多种封装方法，其中环糊精（CD）包合物是提高CUR溶解性、稳定性和生物利用度的有效手段。天然的β-环糊精（β-CD）具有中等大小的空腔，能有效地封装CUR，但其最大溶解度仍有限。因此，研究者们通过对β-CD进行化学或结构修饰来提高其包合能力。尽管已有研究表明这些修饰可以显著改善CUR的溶解性，但β-CD及其衍生物与CUR的结合机制仍不清楚，需要通过实验和计算模拟来深入研究这些机制。

研究团队通过实验方法对CUR/CD包合物的形态学特点及增溶效应进行表征，证实了CUR与CD之间以1:1的比例成功形成了包合物，提高了姜黄素的水溶性，并对CUR/CD包合物的结合位点进行了初步鉴定。随后，研究团队通过分子动力学（MD）模拟和量子力学（QM）计算研究了CUR/CD包合物体系的形成机制和结合模式。形成机制上，环糊精取代基的存在会降低环糊精上的外水层，最终提高姜黄素环糊精的形成。此外，取代基能够通过影响姜黄素与环糊精的相互作用，从而形成直线型、尾端插入型和V型三种不同的CUR/CD的结合方式。该研究为CUR/CD包合物的稳定性、溶解度、结合模式和结合机制提供见解，有望促进β-CD及其衍生物在制药和食品行业的广泛应用。

图1：CUR/CD体系的实验表征与分子模拟示意图

重庆医科大学药学院赵倩倩副教授为该论文的通讯作者，重庆医科大学药学院郑璞硕士、陈焮薷硕士为并列第一作者。该项目得到了国家自然科学基金和重庆市教委科学技术研究计划项目等课题的资助。