蔗糖磷酸化酶的高效表達及合成α-熊果苷的研究
發(fā)布時間：2021-09-23 16:22
蔗糖磷酸化酶（Sucrose phosphorylase,SPase,EC 2.4.1.7）屬于糖基轉移酶,由于其廣泛的底物特異性,應用在食品、化妝品、醫(yī)藥工業(yè)等各個領域。α-熊果苷是對苯二酚的糖基化產(chǎn)物,是一種安全有效的美白添加劑。SPase催化合成α-熊果苷具有綠色高效、條件溫和的優(yōu)勢。然而野生型菌株的SPase產(chǎn)量較低,不能滿足工業(yè)應用的要求。利用基因工程策略提高SPase的可溶性表達水平以及蛋白質工程策略提高SPase的催化活力迫在眉睫。本論文通過分子伴侶基因共表達策略提高Thermoanaerobacterium thermosaccharolyticum來源SPase（TtSPase）的可溶性表達量,優(yōu)化了合成α-熊果苷的催化工藝。并且通過對關鍵位點進行分子改造,提高TtSPase催化活性。主要研究內容如下:（1）構建重組菌E.coli BL21（DE3）/pET-20b（+）/spase,實現(xiàn)了Tt SPase在大腸桿菌中的異源表達,并對其發(fā)酵條件進行優(yōu)化。最終TtSPase的比活力達到3.83 U·mg-1。對TtSPase的酶學性質進一步研究。結...
【文章來源】：江南大學江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：55 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
TtSPP晶體結構（PDBID:6S9V）
種拼傭?跎俸諫?氐牟?看锏矯臘椎男Ч?＆?熊果苷則是通過減少酪氨酸的表達或細胞分裂達到皮膚美白的效果。另外，β-熊果苷還可能會損害培養(yǎng)細胞的細胞膜，較高濃度的β-熊果苷對細胞生長影響較大，長期使用會對人體產(chǎn)生不利影響[54]。研究報道，化妝品中3%含量的β-熊果苷即可去除皮膚上90%的黑色素和雀斑，而超過3%濃度就會刺激皮膚，嚴重時甚至有毀容的風險。α-熊果苷對人體的細胞不存在傷害刺激反應，且在整個使用過程中不會分解有害物對苯二酚，因此就安全性和穩(wěn)定性而言，β-熊果苷也遠遠不及α-熊果苷[55,56]。圖1-2熊果苷的結構式Fig.1-2Structureofarbutin注：A是α-熊果苷；B是β-熊果苷1.3.3α-熊果苷的應用和發(fā)展現(xiàn)狀黑色素是一類能夠加深人體皮膚顏色的深色素物質，主要是由絡氨酸在絡氨酸酶的催化作用下氧化而成。黑色素的最主要成分就是絡氨酸，絡氨酸酶是催化該反應的關鍵酶，因此黑色素生成的量取決于絡氨酸酶的催化活力。絡氨酸酶的催化活力越高，皮膚上積累的黑色素則越多。對苯二酚也是一種傳統(tǒng)的美白添加劑，它的美白原理同樣是通過抑制絡氨酸酶活性來減少黑色素的積累，從而達到美白膚色的作用。但是，它的局限性同過量濃度的β-熊果苷一樣，對皮膚存在刺激性反應，會引起皮膚疼痛、瘙癢等等。因此，在國內外化妝品市場使用并不頻繁，甚至在歐美國家已經(jīng)被明文禁令。α-熊果苷是對苯二酚的糖基化產(chǎn)物，也能夠通過結合絡氨酸酶來抑制體內酪氨酸酶的活性，阻止黑色素的生成，甚至還可以分解和排出皮膚上已存在的黑色素，從而大大減少黑色素的沉積達到美白皮膚的效果[57]。早在上世紀90年代，α-熊果苷首次推出作為化妝品的美白成分，它的美白效果逐漸被人們了解認可。隨后日本資深堂也將它作為有效的美白成分添加至化?
研究路線
【參考文獻】：
期刊論文
[1]重組大腸桿菌產(chǎn)蔗糖磷酸化酶的酶學性質及其催化合成α-熊果苷[J]. 萬月佳,馬江鋒,徐蓉,賀愛永,姜岷,陳可泉,姜引. 生物工程學報. 2012(12)
[2]巨大芽孢桿菌Bacillus megaterium NCIB 8508蔗糖磷酸化酶生物催化合成α-熊果苷的研究[J]. 李群良,張欣英,楊克迪,姚評佳,魏遠安. 化學與生物工程. 2011(04)
[3]4種常用蛋白濃度測定方法的比較[J]. 李海玲,彭書明,李凜,張雪梅. 中國生化藥物雜志. 2008(04)
[4]熊果苷的研究進展[J]. 郭靜,徐平,金立元. 寧夏醫(yī)學雜志. 2008(03)
[5]熊果苷的合成方法及其檢測研究進展[J]. 張明光,胡立松,王石發(fā). 化工時刊. 2006(12)
[6]熊果苷合成研究進展[J]. 劉鋒,江濤,任素梅. 日用化學工業(yè). 2004(04)
[7]幾種美白化學物對皮膚黑素細胞的毒性研究[J]. 宋琦如,沈光祖,金錫鵬. 勞動醫(yī)學. 2001(03)
[8]越桔口服后血中移行成分的生物活性研究[J]. 賈丹兵,王立強,范玉玲. 中醫(yī)藥研究. 2000(05)
[9]微生物酶法合成低聚糖的問題與策略[J]. 曹勁松,王曉琴,彭志英. 食品與發(fā)酵工業(yè). 1999(04)
[10]熊果甙植物資源大有可為[J]. 劉新民. 中國化妝品. 1997(02)
博士論文
[1]華根霉（Rhizopus chinensis）脂肪酶在異源宿主中的高效分泌表達[D]. 沙沖.江南大學 2015
碩士論文
[1]酶法轉化合成α-熊果苷的研究[D]. 張文蕾.江南大學 2017
[2]長雙歧桿菌蔗糖磷酸化酶定點突變及其催化機理的研究[D]. 于麗.吉林農業(yè)大學 2014
[3]發(fā)酵法生產(chǎn)α-熊果苷及其分離純化[D]. 劉春巧.北京化工大學 2010
本文編號：3406031
【文章來源】：江南大學江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：55 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
TtSPP晶體結構（PDBID:6S9V）
種拼傭?跎俸諫?氐牟?看锏矯臘椎男Ч?＆?熊果苷則是通過減少酪氨酸的表達或細胞分裂達到皮膚美白的效果。另外，β-熊果苷還可能會損害培養(yǎng)細胞的細胞膜，較高濃度的β-熊果苷對細胞生長影響較大，長期使用會對人體產(chǎn)生不利影響[54]。研究報道，化妝品中3%含量的β-熊果苷即可去除皮膚上90%的黑色素和雀斑，而超過3%濃度就會刺激皮膚，嚴重時甚至有毀容的風險。α-熊果苷對人體的細胞不存在傷害刺激反應，且在整個使用過程中不會分解有害物對苯二酚，因此就安全性和穩(wěn)定性而言，β-熊果苷也遠遠不及α-熊果苷[55,56]。圖1-2熊果苷的結構式Fig.1-2Structureofarbutin注：A是α-熊果苷；B是β-熊果苷1.3.3α-熊果苷的應用和發(fā)展現(xiàn)狀黑色素是一類能夠加深人體皮膚顏色的深色素物質，主要是由絡氨酸在絡氨酸酶的催化作用下氧化而成。黑色素的最主要成分就是絡氨酸，絡氨酸酶是催化該反應的關鍵酶，因此黑色素生成的量取決于絡氨酸酶的催化活力。絡氨酸酶的催化活力越高，皮膚上積累的黑色素則越多。對苯二酚也是一種傳統(tǒng)的美白添加劑，它的美白原理同樣是通過抑制絡氨酸酶活性來減少黑色素的積累，從而達到美白膚色的作用。但是，它的局限性同過量濃度的β-熊果苷一樣，對皮膚存在刺激性反應，會引起皮膚疼痛、瘙癢等等。因此，在國內外化妝品市場使用并不頻繁，甚至在歐美國家已經(jīng)被明文禁令。α-熊果苷是對苯二酚的糖基化產(chǎn)物，也能夠通過結合絡氨酸酶來抑制體內酪氨酸酶的活性，阻止黑色素的生成，甚至還可以分解和排出皮膚上已存在的黑色素，從而大大減少黑色素的沉積達到美白皮膚的效果[57]。早在上世紀90年代，α-熊果苷首次推出作為化妝品的美白成分，它的美白效果逐漸被人們了解認可。隨后日本資深堂也將它作為有效的美白成分添加至化?
研究路線
【參考文獻】：
期刊論文
[1]重組大腸桿菌產(chǎn)蔗糖磷酸化酶的酶學性質及其催化合成α-熊果苷[J]. 萬月佳,馬江鋒,徐蓉,賀愛永,姜岷,陳可泉,姜引. 生物工程學報. 2012(12)
[2]巨大芽孢桿菌Bacillus megaterium NCIB 8508蔗糖磷酸化酶生物催化合成α-熊果苷的研究[J]. 李群良,張欣英,楊克迪,姚評佳,魏遠安. 化學與生物工程. 2011(04)
[3]4種常用蛋白濃度測定方法的比較[J]. 李海玲,彭書明,李凜,張雪梅. 中國生化藥物雜志. 2008(04)
[4]熊果苷的研究進展[J]. 郭靜,徐平,金立元. 寧夏醫(yī)學雜志. 2008(03)
[5]熊果苷的合成方法及其檢測研究進展[J]. 張明光,胡立松,王石發(fā). 化工時刊. 2006(12)
[6]熊果苷合成研究進展[J]. 劉鋒,江濤,任素梅. 日用化學工業(yè). 2004(04)
[7]幾種美白化學物對皮膚黑素細胞的毒性研究[J]. 宋琦如,沈光祖,金錫鵬. 勞動醫(yī)學. 2001(03)
[8]越桔口服后血中移行成分的生物活性研究[J]. 賈丹兵,王立強,范玉玲. 中醫(yī)藥研究. 2000(05)
[9]微生物酶法合成低聚糖的問題與策略[J]. 曹勁松,王曉琴,彭志英. 食品與發(fā)酵工業(yè). 1999(04)
[10]熊果甙植物資源大有可為[J]. 劉新民. 中國化妝品. 1997(02)
博士論文
[1]華根霉（Rhizopus chinensis）脂肪酶在異源宿主中的高效分泌表達[D]. 沙沖.江南大學 2015
碩士論文
[1]酶法轉化合成α-熊果苷的研究[D]. 張文蕾.江南大學 2017
[2]長雙歧桿菌蔗糖磷酸化酶定點突變及其催化機理的研究[D]. 于麗.吉林農業(yè)大學 2014
[3]發(fā)酵法生產(chǎn)α-熊果苷及其分離純化[D]. 劉春巧.北京化工大學 2010
本文編號：3406031
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