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  生物活性物質(zhì)具有良好的生物相容性、化學(xué)穩(wěn)定性和加工性能，可廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)和組織工程領(lǐng)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(guān)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(fù)雜的無定形生物大分子。木質(zhì)素豐富的官能團(tuán)賦予其獨特的結(jié)構(gòu)和生物活性。

  近日，南京林業(yè)大學(xué)金永燦教授團(tuán)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(guān)應(yīng)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(guān)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(xué)、農(nóng)業(yè)、生物質(zhì)轉(zhuǎn)化等方面的研究進(jìn)展與應(yīng)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(guān)。木質(zhì)素復(fù)合材料因其抗菌、無毒、吸水性好等優(yōu)點被廣泛應(yīng)用于傷口敷料中。木質(zhì)素的引入可有效改善水凝膠的機(jī)械強(qiáng)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(fù)合水凝膠不僅保持了濕潤的愈合環(huán)境，而且能顯著促進(jìn)細(xì)胞生長和遷移，促進(jìn)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(jìn)植物生長的生物活性，這與木質(zhì)素的結(jié)構(gòu)有關(guān)。在此基礎(chǔ)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(jìn)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(fēng)固沙與促進(jìn)植被恢復(fù)的雙重效果。

  水溶性木質(zhì)素具有促進(jìn)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(fù)雜性限制了其在生物醫(yī)學(xué)、食品等領(lǐng)域的應(yīng)用，如木質(zhì)素在人體內(nèi)的作用機(jī)制和代謝途徑還有待進(jìn)一步探討。同時，木質(zhì)素在農(nóng)林領(lǐng)域作為生長調(diào)節(jié)劑的結(jié)構(gòu)-活性關(guān)系還有待深入研究。

  文章第一作者為南京林業(yè)大學(xué)輕工技術(shù)與工程學(xué)科碩士研究生疏凡。該工作得到國家自然科學(xué)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