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  生物活性物質(zhì)具有良好的生物相容性、化學穩(wěn)定性和加工性能，可廣泛應用于生物醫(yī)學和組織工程領域。天然生物活性化合物因其可再生、環(huán)境友好和可生物降解等特性而受到越來越多的關注。木質(zhì)素是由愈創(chuàng)木基丙烷、紫丁香基丙烷和對羥基苯基丙烷組成的結(jié)構(gòu)復雜的無定形生物大分子。木質(zhì)素豐富的官能團賦予其獨特的結(jié)構(gòu)和生物活性。

  近日，南京林業(yè)大學金永燦教授團隊綜述了木質(zhì)素（包括原本木質(zhì)素、分離木質(zhì)素、木質(zhì)素衍生物和小分子木質(zhì)素）的生物活性和相關應用，系統(tǒng)總結(jié)了木質(zhì)素生物活性與其結(jié)構(gòu)的相關性以及木質(zhì)素及其衍生物作為生物活性物質(zhì)在生物醫(yī)學、農(nóng)業(yè)、生物質(zhì)轉(zhuǎn)化等方面的研究進展與應用潛力。

  木質(zhì)素的抗菌作用與其酚羥基和甲氧基密切相關。木質(zhì)素復合材料因其抗菌、無毒、吸水性好等優(yōu)點被廣泛應用于傷口敷料中。木質(zhì)素的引入可有效改善水凝膠的機械強度、蛋白質(zhì)吸附能力和傷口環(huán)境調(diào)節(jié)能力。如在小鼠創(chuàng)面模型中，木質(zhì)素-殼聚糖-聚乙烯醇復合水凝膠不僅保持了濕潤的愈合環(huán)境，而且能顯著促進細胞生長和遷移，促進創(chuàng)面愈合。

  木質(zhì)素不僅可以調(diào)節(jié)植物生長的原木質(zhì)素含量，還具有類似腐殖質(zhì)的促進植物生長的生物活性，這與木質(zhì)素的結(jié)構(gòu)有關。在此基礎上制備的生物活性木質(zhì)素地膜不僅能保持土壤水分，而且能促進植物生長。制漿廢液中提取的工業(yè)木質(zhì)素經(jīng)尿素和甲醛交聯(lián)改性后可制備新型固沙材料，用于荒漠化防治具有防風固沙與促進植被恢復的雙重效果。

  水溶性木質(zhì)素具有促進木質(zhì)纖維素底物酶水解的功效，如在酶水解體系中添加磺化木質(zhì)素可降低底物木質(zhì)素對纖維素酶的非生產(chǎn)性吸附，從而顯著提高木質(zhì)纖維原料的酶水解糖化效率。

  盡管木質(zhì)素的生物潛力近年來已成為研究熱點，但木質(zhì)素結(jié)構(gòu)的復雜性限制了其在生物醫(yī)學、食品等領域的應用，如木質(zhì)素在人體內(nèi)的作用機制和代謝途徑還有待進一步探討。同時，木質(zhì)素在農(nóng)林領域作為生長調(diào)節(jié)劑的結(jié)構(gòu)-活性關系還有待深入研究。

  文章第一作者為南京林業(yè)大學輕工技術與工程學科碩士研究生疏凡。該工作得到國家自然科學基金重點項目（31730106）的資助。

  論文信息：

  Biological Activities and Emerging Roles of Lignin and Lignin-Based Products─A Review

  Fan Shu, Bo Jiang, Yufeng Yuan, Mohan Li, Wenjuan Wu,* Yongcan Jin,* and Huining Xiao

  https://doi.org/10.1021/acs.biomac.1c00805