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时间:2018-10-26
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1、谷胱甘肽的应用价值王健(衡阳师范学院,衡阳,421008)摘要:谷胱甘肽(GSH)是生物体内最重要的低分子活性巯基化合物之一,同样也是一种重要的医药保健产品,在临床上用于肝脏保护、治愈肿瘤、解除氧中毒抗衰老和治疗内分泌紊乱等疾病,效果明显无毒副作用,在医疗、保健品加工等领域有广泛的市场。本文主要介绍GSH的生产方法及其市场前景。[1][2]关键词:谷胱甘肽,合成谷胱甘肽,发酵生产谷胱甘肽,谷胱甘肽的前景Themedicalvalueofglutathione(HengyangNormalUniversity,hengyang,421008)
2、Abstract:Glutathione(GSH)invivoisthemostimportantlowmolecularweightactivethiolcompoundsoneisalsoanimportantmedicineandhealthproducts,clinicallyusedforliverprotection,curethetumor,theliftingofoxygenpoisoning,anti-agingandtreatmentofendocrinedisordersandotherdiseases,theeffe
3、ctisobvioustoxicsideeffectsinthefieldofhealthcare,healthcareproductsandprocessingawiderangeofmarketviewsDomesticresearchandproductionstatusofGSH,productuseandmarketprospectsKeyWords:GSH,synthesisofGSH,FermentativeproductionofGSH,theprospectofGSH.谷胱甘肽(glutathione)广泛存在于动植物和微
4、生物中,是生物体内最重要的非蛋白巯基化合物之一,具有还原型(GSH)和氧化型(GSSG),生物体内大量存在并起主要作用的是GSH。GSH广泛用于治疗肝脏疾病、肿瘤、氧中毒、衰老和内分泌疾病,并作为生物活性添加剂及抗氧化剂用于食品领域。[2]谷胱甘肽(Glutathione,GSH),即γ-L-谷氨酰-L-半胱氨酰-甘氨酸,是由L-谷氨酸、L-半胱氨酸和甘氨酸经肽键缩合而成的生物活性三肽化合物。GSH是许多酶反应的辅基,在生物体内具有清除体内自由基、解毒等多种重要的生理功能,特别是对于维持生物体内适宜的氧化还原环境具有重要意义。[3]GSH分
5、子量为302.7,氮量为13.67,硫量为10.44,旋光度α为21.3(27,2%水溶液),熔点为189℃~193℃,等电点为5.93,晶体呈无色透明细长拉状.[1]GSH的固体较稳定,而水溶液在外界环境中受温度、pH、光照等条件影响,易氧化,产生氧化型谷胱甘肽(即GSSG),GSSG是由两分子GSH脱氢后通过二硫键相连的二聚体,其反应如下:2GSHGSSG氧化型GSSG不具有生理活性,只有还原型GSH才能发挥重要的生理功能。GSH的不稳定性是造成较难分离纯化、产品纯度不高的重要原因。[3]GSH的生产方法分类1化学合成法[4]随着多肽合
6、成技术的日趋成熟,现已能用化学合成法合成GSH,但由于性产物不易分离,需要化学拆分,产品纯度不高而难以推广。2从谷物胚芽中提取GSH谷物胚芽特别是小麦胚芽中含有大量GSH。早在1940年代,人们就通过沉淀蛋白质从麦胚粗提GSH;1950年代初,利用有机溶剂从胚芽中抽提GSH。随后又有应用淀粉酶、蛋白酶和高效膜分离技术简化操作工艺,提高收率。一般的工艺流程为:提取—盐析—离子交换(或膜分离)—浓缩—结晶。此法GSH得率低、成本高、有机溶剂污染严重、纯度不高,而且消耗大量粮食,现已很少使用。3微生物发酵生产GSH微生物细胞内含有谷胱甘肽,且发酵
7、周期短、操作简单、成本低。基本工艺为:发酵—细胞破碎—提取分离—GSH。GSH在细胞内特殊的生理功能使其对自身合成产生反馈抑制,用诱变手段减弱或消除这种反馈抑制非常重要。近年颇受重视的是将编码GSH合成酶系的基因克隆到大肠杆菌或酵母中。3.1E.coli基因重组E.coli菌种细胞中GSH含量虽较酵母少,但它的遗传背景清楚、简单,基因操作方便,菌体繁殖较快。为了消除GSH对GSH合成酶Ⅰ(GSH-I)的反馈抑制,Murata[5]从E.coli中筛选了1株GSH-Ⅰ脱敏的突变株,从中克隆了GSH-Ⅰ基因(gshⅠ)并在E.coliBRC91
8、2表达,使此株GSH合成活性大为提高,产量达4.81μmol/g(湿细胞)。GSH-Ⅰ活性提高后,GSH-Ⅱ就成了合成GSH的限速酶。沈立新等[6]构建了含有GSHⅠ和GSH-Ⅱ
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