發(fā)布時間：2018-12-12 03:39

【摘要】：還原型谷胱甘肽(glutathione,GSH)的前體組成化合物是半胱氨酸、甘氨酸、谷氨酸,它的分子結(jié)構(gòu)里同時具有γ-谷氨�；蛶�基兩種活性基團。谷胱甘肽在醫(yī)藥和食品中有廣泛應(yīng)用,產(chǎn)品價格昂貴。酶法合成GSH為工業(yè)化生產(chǎn)GSH提供新途徑。目前關(guān)于酶法合成GSH的研究報道較少,反應(yīng)過程中能量的有效供給是酶法合成GSH所要解決的重要問題。本論文的主要研究內(nèi)容和實驗結(jié)果如下:(1)酶法生產(chǎn)GSH反應(yīng)條件優(yōu)化。以酶反應(yīng)液中的GSH轉(zhuǎn)化率作為響應(yīng)值,利用響應(yīng)面分析法對影響酶法合成GSH四個重要因素(葡糖糖量、菌體量、酶催化時間、氯化鎂濃度)進行探討,得到酶法合成GSH的優(yōu)化反應(yīng)條件:葡糖糖量105 mmol/L、菌體量2.12 g/L、酶催化時間5.9 h、氯化鎂濃度10 mmol/L。此條件下進行驗證實驗,GSH轉(zhuǎn)化率達到27.35%,和響應(yīng)面預(yù)測結(jié)果27.41%相比,相對誤差0.21%。響應(yīng)面實驗優(yōu)化的結(jié)果可靠。(2)通過比較和調(diào)控細胞酶催化前體氨基酸合成谷胱甘肽(GSH)反應(yīng)過程中的能量類型和添加策略,跟蹤反應(yīng)過程中產(chǎn)生GSH的量變化,探究能量類型和添加模式對酶法生成GSH轉(zhuǎn)化效率的作用。結(jié)果表明,葡萄糖作為能量碳源對酵母細胞酶催化合成GSH轉(zhuǎn)化率的影響明顯,初始反應(yīng)液添加100 mmol/L葡萄糖,GSH濃度為5.58 mmol/L,酶法合成GSH轉(zhuǎn)化率為27.88%,分批定點流加葡萄糖(第2、3、4小時各添加27.78 mmol/L)酶法合成GSH轉(zhuǎn)化率達到35.81%;在酶反應(yīng)過程能量供應(yīng)策略中,初始反應(yīng)液中添加0.5 g/L的腺苷時,酶法合成GSH的轉(zhuǎn)化率提高到36.37%;初始反應(yīng)液添加0.5 g/L腺苷結(jié)合分批定點流加葡萄糖(第2、3、4小時各添加27.78 mmol/L),酶法合成反應(yīng)液GSH高點質(zhì)量濃度為8.31 mmol/L,酶法合成GSH轉(zhuǎn)化率達到41.57%,比初始反應(yīng)液的對照組的轉(zhuǎn)化率27.88%提高了49.10%。(3)優(yōu)化前體氨基酸添加方式的實驗中,以合成GSH的三種前體氨基酸和反應(yīng)液中能量物質(zhì)葡萄糖為研究對象,探討初始三種前體氨基酸添加濃度和中途不同時間補加不同濃度氨基酸對酶法合成GSH含量的影響。實驗結(jié)果顯示,初始前體氨基酸添加量為15 mmol/L時,GSH合成量相對較高,2 h補加6 mmol/L谷氨酸、3 h補加6 mmol/L半胱氨酸、4 h補加8 mmol/L甘氨酸可以有效提高GSH含量。實驗設(shè)計單點、兩點、三點氨基酸補加方式,結(jié)果表明,三點加入GSH含量明顯高于單點和兩點加入,即2 h補加6 mmol/L谷氨酸、3 h補加6mmol/L半胱氨酸和83.33 mmol/L葡萄糖、4 h補加8 mmol/L甘氨酸效果最好,GSH含量可達到8.13 mmol/L,GSH濃度比初始反應(yīng)液的對照組(5.58 mmol/L)提高了51.43%。(4)GSH兩階段反應(yīng)合成。實驗研究反應(yīng)過程中延遲添加甘氨酸,使反應(yīng)體系里首先合成γ-谷氨酰半胱氨酸,然后再向反應(yīng)液里添加甘氨酸,以降低GSH對γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶(GSHⅠ)的抑制作用,提高GSH的轉(zhuǎn)化率。實驗考察了GSH濃度對GSHⅠ活性的影響,結(jié)果顯示當GSH濃度到達5.54 mmol/L時,就會對GSH酶產(chǎn)生強烈的抑制作用。前體氨基酸添加量10 mmol/L時,GSH的轉(zhuǎn)化率最高,前體氨基酸添加量20 mmol/L時,GSH的合成量最高,達到5.58mmol/L;考察第二階段甘氨酸的添加時間對GSH轉(zhuǎn)化率的影響,發(fā)現(xiàn)在第3 h添加甘氨酸能明顯提高GSH的轉(zhuǎn)化率。前體氨基酸和葡萄糖分兩階段投入反應(yīng)液中(第一階段:Glu 20 mmol/L,Cys 20 mmol/L,葡萄糖50 mmol/L;第二階段:Gly 20 mmol/L,葡萄糖50 mmol/L)對GSH合成有利,最終GSH濃度達到6.83 mmol/L,其GSH轉(zhuǎn)化率為34.17%,與對照組(27.88%)相比提高了22.56%。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：南昌大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：O629.72

【參考文獻】

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本文編號：2373832