比色法快速测定乳酸菌谷氨酸脱羧酶活力及其应用

基于Berthelot显色测定ω-氨基酸的反应 ,探讨了比色法快速测定谷氨酸脱羧酶活力的测定条件。结果表明 ,该方法灵敏度较高 ,重现性好 ,成本低 ,快捷 ,可替代氨基酸分析仪分析法。对乳酸菌谷氨酸脱羧酶提取液的适宜反应底物体系为 0.2mol LMacIlvaine ,pH4.7,内含 0.1mmol LPLP (5 磷酸吡哆醛 ) ,10mmol L底物L MSG (L 谷氨酸钠 )。 2 0 0 μL底物溶液和 1～ 1 0 0 μL酶液在 3 0℃反应 ,然后冰浴中加入 2 0 0 μ/L 0.     

重组大肠杆菌高效催化合成γ-氨基丁酸

[目的]实现重组大肠杆菌高效合成γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)。[方法]构建表达谷氨酸脱羧酶的基因工程菌Escherichia coli p ET-GAD,对催化工艺进行初步优化,实现高效催化L-谷氨酸脱羧反应合成GABA。[结果]在谷氨酸脱羧酶的表达过程中,维生素B6盐酸吡哆醇(PN)可以替代5-磷酸吡哆醛(PLP)作为辅酶补给,提高工程菌E. coli p ET-GAD的催化活力。在50 m L反应体系中,重组细胞浓度为8 mg/m L,底物浓度为200 mmol/L,在35℃、p H 4. 4条件下反应2 h,L-谷氨酸的转化率 98%。为了提高GABA的生产效率,采用谷氨酸/谷氨酸钠分批补料方式控制反应过程中的p H值,GABA的最终浓度达到247 g/L。[结论]重组大肠杆菌可以高效催化合成γ-氨基丁酸,为基因工程菌工业化制备GABA提供实验依据。     

生物法制备γ-氨基丁酸过程中细胞的转化特性研究

利用含谷氨酸脱羧酶的细胞转化味精制备γ-氨基丁酸,并测试了该细胞的转化特性。结果显示该细胞最适反应温度为44℃,最适反应pH为4. 6;反应体系中细胞浓度越高,损失的转化活力越低。此外,对反应体系施加外源的真空度,可使细胞转化活力有所提高。5-磷酸吡哆醛是该细胞的必要辅因子,L-谷氨酸可以代替味精作为底物被利用转化成γ-氨基丁酸。     

三化螟与荔枝蝽体液氨基酸和脂肪体转氨酶与谷氨酸脱氢酶的研究

1.用纸层析的方法测定了水稻、三化螟与荔枝蝽体液的氨基酸含量。2.在三化螟幼虫脂肪体中,观察到谷天转氨酶、谷丙转氨酶与鸟氨酸转氨酶的活力。在荔枝蝽的脂肪体中有11种氨基酸(L-天门冬氨酸、L-丙氨酸、L-异白氨酸、L-白氨酸、L-缬氨酸、L-苯丙氨酸、L-鸟氨酸、L-酪氨酸、L-色氨酸、L-β-丙氨酸与DL-γ-氨基丁酸)可与α-酮戊二酸进行转氨作用,以形成谷氨酸。3.在三化螟与荔枝蝽脂肪体中均存在谷氨酸脱氢酶。     

重组谷氨酸脱羧酶制备γ-氨基丁酸的工艺条件优化

谷氨酸脱羧酶,一种磷酸吡哆醛(PLP)依赖性酶,能专一、不可逆地催化L-谷氨酸脱羧得到γ-氨基丁酸(GABA)。构建了产Lactobacillus brevis WJH3谷氨酸脱羧酶重组大肠杆菌E.coli BL21(DE3)/p ET-24a-gad,以此作为菌种进行摇瓶发酵诱导培养,发酵过程中一次性添加0.05 mmol/L PLP培养24 h,破壁上清酶活达81.7 U/m L,是不添加PLP对照酶活的1.8倍。对酶转化L-谷氨酸钠生成GABA反应条件进行了优化,结果表明,在转化体系不添加PLP的情况下,底物谷氨酸钠浓度为250 g/L,反应初始p H5.0,温度37℃,加酶量60 U/g底物,转速200 r/min,在此条件下反应18 h,GABA转化率达到100%,为γ-氨基丁酸的工业化生产奠定基础。     

蕨菜叶、茎中γ-氨基丁酸的提取分离及含量测定

用渗漉法对蕨菜叶、茎中的γ-氨基丁酸进行了提取,并用柱层析法对提取物进行了分离。采用双波长薄层扫描 法测定其含量,测得蕨菜叶、茎中γ-氨基丁酸的质量分数分别为0.319%、0.141%。采用该法测定γ-氨基丁酸操作简便、 快速,结果稳定。     

谷氨酸棒杆菌S9114摇瓶发酵产γ-氨基丁酸的研究

为实现谷氨酸棒杆菌工业化生产γ-氨基丁酸(GABA),对L-谷氨酸工业生产菌S9114进行代谢途径改造。通过构建一株工程菌株S9114/p JYW-4-gad B1-gad B2,将来源于短乳杆菌Lb85菌株的谷氨酸脱羧酶编码基因gad B1和gad B2进行共表达,实现发酵72 h后发酵液中GABA含量达到32.8 g/L,GABA糖酸转化率达到47.3%。通过敲除该菌株的谷丙转氨酶编码基因ala T,使工程菌株S9114Δala T/p JYW-4-gad B1-gad B2发酵液中L-丙氨酸浓度降低5.5%,进一步降低了发酵副产物的含量。研究结果为利用谷氨酸棒杆菌实现工业化生产γ-氨基丁酸提供了有价值的参考。     

林生山黧豆中2,4—二氨基丁酸合成代谢的体外酶学研究

用~3H-天门冬氨酸为底物,林生山黧豆(Lathyrus sylvestris L.)叶片匀浆上清液为粗酶液,进行体外反应。结果表明,天门冬氨酸的放射性掺入到2,4-二氨基丁酸,加入谷氨酸则能抑制这种掺入。将上述粗酶液透析,加入可能的辅助因子,天门冬氨酸的放射性也掺入到2,4-二氨基丁酸。研究证实在体外天门冬氨酸可以作为2,4-二基丁酸合成的底物,在林生山黧豆体内存在催化天门冬氨酸转变为2,4-二氨基丁酸的合成酶(系)。以2,4-二氨基丁酸和γ-氨基丁酸为底物,用氨基酸自动分析仪测定产物含量,结果表明,2,4-二氨基丁酸和γ-氨基丁酸不互相转变。     

猪脑谷氨酸脱羧酶的分离纯化以及生物学活性鉴定

L-谷氨酸脱羧酶是γ-氨基丁酸合成的关键限速酶,广泛的存在于脊椎动物神经细胞以及β-胰腺细胞,是胰岛素依赖型糖尿病(IDDM)病人以及僵硬综合症(SMS)病人血清的关键抗原。运用sephamryl S-200以及DEAEsepharose可以从猪脑中分离纯化出谷氨酸脱羧酶。纯化的GAD在变性条件下电泳,经考马斯亮蓝R250染色以及Western-Blot鉴定主要有两条带,分子量分别为67kD和44kD。根据L-谷氨酸脱羧酶能够分解谷氨酸产生γ-氨基丁酸和CO2的特性,通过测定产物γ-氨基丁酸推断酶活。以上实验结果表明从猪脑中分离纯化到的是具有生物学活性以及免疫原性的谷氨酸脱羧酶,可进一步改良为IDDM检测试剂盒,用于IDDM的预防和预测。     

荧光高效液相色谱法测定三种失眠模型大鼠脑组织氨基酸类神经递质的含量

目的测定睡眠剥夺大鼠脑组织氨基酸类神经递质的含量。方法复制药物诱导失眠动物模型、平台水环境诱导失眠动物模型、刺激诱导失眠动物模型,以Agilent 1100荧光检测器高效液相系统为检测工具,Agilent ZORBAX SB-Aq(250 mm×4.6 mm,5μm)为色谱柱,柱温25℃,激发波长λex=357 nm,发射波长λem=455 nm,甲醇-50 mmoL/L醋酸钠缓冲液(pH=6.5)为流动相,采取梯度洗脱,测定正常组及模型组大鼠脑组织中谷氨酸(Glu)、甘氨酸(Gly)、γ-氨基丁酸(γ-GABA)、牛磺酸(Tau)的含量。结果谷氨酸、甘氨酸、γ-氨基丁酸、牛磺酸分别在10.06～0.0503、10.13～0.0506、10.05～0.0502、10.03～0.0501μg/mL范围内,其浓度与峰面积呈良好的线性关系(r分别为0.99995、0.99995、0.99985、0.99990)。测得药物诱导失眠大鼠脑组织中Glu、Gly、Tau、γ-GABA的含量为(0.2042±0.0145)、(0.0086±0.0005)、(0.0919±0.0024)、(0.0421±0.0011)μg;平台水环境诱导失眠大鼠脑组织中Glu、Gly、Tau、γ-GABA的含量为(0.2144±0.0159)、(0.0085±0.0004)、(0.0966±0.0035)、(0.0433±0.0012)μg;刺激诱导失眠大鼠脑组织中Glu、Gly、Tau、γ-GABA的含量为(0.1818±0.0043)、(0.0084±0.0005)、(0.0824±0.0033)、(0.0414±0.0018)μg;正常大鼠脑组织中Glu、Gly、Tau、γ-GABA的含量为(0.1744±0.0038)、(0.0085±0.0004)、(0.0791±0.0022)、(0.0406±0.0012)μg。结论本实验建立的方法能满足同时测定大鼠脑组织中谷氨酸、甘氨酸、γ-氨基丁酸、牛磺酸的含量测定的需要,Glu、Tau、γ-GABA与失眠可能存在一定的量效关系,三种失眠动物模型均能较好的反映出脑内氨基酸类神经递质的变化。     

陕西朱鹮黑米酒氨基酸成份分析

采用121MB型氨基酸分析仪测定了陕西朱鹮黑米酒中的氨基酸质量浓度。结果表明:朱鹮黑米酒中含有18种氨基酸和γ-氨基丁酸,氨基酸总质量浓度为9133.5 mg.L-1,必需氨基酸占氨基酸总量的51.7%。半必需氨基酸占氨基酸总量的10%。味觉氨基酸占氨基酸总量的73.8%。与文献中报道的发酵酒氨基酸总量相比是啤酒的5倍、红葡萄酒的5.4倍、黄酒的1.35倍、清酒2.18倍、沉缸酒的2.8倍,此外必需和半必需氨基酸的含量、味觉氨基酸含量与之比较也均为最高。     

植物乳杆菌谷氨酸脱羧酶催化pH范围的理性改造及高效转化生产g-氨基丁酸

γ-氨基丁酸可由谷氨酸脱羧酶(glutamate decarboxylase, GAD)催化谷氨酸一步合成,反应体系成分简单、环境友好。然而,绝大多数GAD酶催化pH偏酸性且反应范围狭小,需要加入无机盐维持最适催化环境,增加了生产附加成分。此外,随着产物γ-氨基丁酸的生成,溶液pH会逐渐上升,不利于GAD酶的持续转化。本研究首先从实验室保藏的一株高产γ-氨基丁酸的植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)中克隆得到谷氨酸脱羧酶LpGAD,基于酶蛋白表面电荷修饰,选择9个位点进行定点突变及组合突变,酶学性质表征结果显示三突变体LpGAD^{S24R/D88R/Y309K}在催化pH区间内酶活力整体提高,尤其拓宽了在偏中性pH 6.0下的酶活,为野生酶的1.68倍。接下来,通过分子动力学模拟解析了酶活提高的机理。此外,将Lpgad与Lpgad^{S24R/D88R/Y309K}突变基因分别在谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum) E01中过表达,通过优化确定了摇瓶最适转化条件为反应温度40 ℃,菌体量OD₆₀₀=20,底物L-谷氨酸100.0 g/L,5-磷酸吡哆醛添加量为100 μmol/L。5 L发酵罐中,不调节pH,通过分批投料底物L-谷氨酸,γ-氨基丁酸产量高达402.8 g/L,较对照菌株提高了1.63倍。本研究成功拓宽了LpGAD的pH催化范围及酶活,提高了γ氨基丁酸的转化效率,为实现其规模化工业生产奠定了基础。     

偶联基于酮还原酶的NADH再生系统一锅法酶催化合成L-2-氨基丁酸

以廉价易得的L-苏氨酸为原料,利用在大肠杆菌中重组表达的苏氨酸脱氨酶和亮氨酸脱氢酶,并偶联基于酮还原酶的NADH再生系统一锅法制备L-2-氨基丁酸。以L-2-氨基丁酸的产率为指标,考察了一锅法酶催化制备L-2-氨基丁酸的最适p H、L-苏氨酸浓度及异丙醇浓度。在最适p H 7.5~8.0,L-苏氨酸浓度50g/L,添加5%的异丙醇及0.5g/L NAD+,分别加入0.6g/L苏氨酸脱氨酶、2g/L亮氨酸脱氢酶及2g/L酮还原酶,反应20h,可实现L-2-氨基丁酸的摩尔产率为99%,产量为43g/L。该结果为L-2-氨基丁酸的制备提供了一种新的思路。     

不同D/L单体比γ-聚谷氨酸的合成与调控

γ-聚谷氨酸(γ-PGA)是由L-谷氨酸和/或D-谷氨酸聚合而成的一种聚氨基酸,广泛应用于化妆品、医药等领域。高聚物单体的立体构型会影响产品性质和应用,因此调控γ-PGA中D-谷氨酸/L-谷氨酸单体比(D/L单体比)具有重要意义。前期以谷氨酸棒杆菌为底盘,表达来自于地衣芽孢杆菌的γ-PGA合成酶,合成以L-Glu(97.10%)为主的γ-PGA。通过外源添加不同浓度D-谷氨酸,合成了D-谷氨酸占比为15.71%~33.52%的γ-PGA。然后,在重组菌中表达来自于枯草芽孢杆菌的谷氨酸消旋酶,并使用三个不同强度RBS调控其表达水平,合成D-谷氨酸占比30.82%~34.59%的γ-PGA,但调控范围较窄。利用四个不同强度启动子调控谷氨酸消旋酶表达水平,扩大D/L单体比可调范围,合成D-Glu占比32.71%~52.53%的γ-PGA。提供一种理性调控γ-PGA的D/L单体比策略,实现了D-谷氨酸占比为2.90%~52.53%的γ-PGA的合成,为高效合成不同D/L单体比γ-PGA提供了基础。     

谷氨酸脱羧酶结构及催化机制的研究概述

谷氨酸脱羧酶(glutamate decarboxylase,GAD)是一种磷酸吡哆醛(pyridoxal-5′-phosphate,PLP)依赖性酶,广泛存在于自然界的动植物和微生物中,在酸性环境下发生结构变化,不可逆地催化L-谷氨酸或谷氨酸盐α-脱羧生成γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)。γ-氨基丁酸在人体中作为一种抑制性神经递质,具有重要的生理功能,可以被广泛应用于食品和制药工业中。本文就谷氨酸脱羧酶结构及催化机制的研究进展进行概述。     

福建产太子参氨基酸成分分析

采用日立L8800全自动高速氨基酸分析仪,从福建柘荣产太子参中检出18种氨基酸,全氨基酸总质量分数为77.7g.kg-1,其中精氨酸(Arg)高达20.8 g.kg-1;此外,还发现太子参中含有丰富的γ-氨基丁酸,质量分数高达16.5 g.kg-1。采用RT-HPLC(柱前衍生-反相液相色谱分离)检测质量分数为20.5 mg.kg-1,验证了HPCEC(离子交换色谱分离-柱后衍生法)氨基酸自动分析结果。     

氮源对聚γ-谷氨酸合成与分泌的影响

研究了无机与有机氮源对聚γ-谷氨酸合成与分泌的影响。分别在基础培养基及进入生物合成期的发酵液中添加氯化铵、硝酸钠和各种氨基酸,基础培养基中添加氯化铵质量浓度为1 g.L-1时,合成量提高了22.7%,同时,氯化铵对聚γ-谷氨酸组分也有一定影响。在培养至24 h添加8 g.L-1硝酸钠,合成量提高54.6%,而在基础培养基中分泌率提高了32.7%。在生物合成期添加8 g.L-1谷氨酸,合成量提高了64.2%。同时在静息细胞培养基中进行了验证实验。     

持续性植物状态患者血浆、脑脊液中氨基酸水平的变化

目的：探讨持续性植物状态(PVS)患者脑眷液(CSF)和血浆中氨基酸类物质水平与PVS发病的关系。方法：采用高压液相色谱(HPLC)方法测定。结果:PVS患者血浆中较对照组显著升高的氨基酸有：谷氨酸(Glu)、精氨酸(Arg)。脑眷液中较对照组显著升高的氨基酸有：γ-氨基丁酸(GABA)、丝氨酸(Ser)、酪氨酸(Tyr)、色氨酸(Trp)、赖氨酸(Lys)、胍氨酸(Cit);较对照组显著降低的氨基酸有：胱氨酸(CysT)。结论：CSF中的γ-氨基丁酸、丝氨酸、酪氨酸、色氨酸和赖氨酸等的升高,胱氨酸的降低以及血浆中的谷氨酸、精氨酸的升高可能与PVS的发生和发展过程有关。     

HPLC-ELSD法测定发酵液中L-精氨酸含量

建立了一种快速、准确的高效液相色谱-蒸发光散射检测法(HPLC-ELSD)测定发酵液中L-精氨酸含量。采用Prevail C18色谱柱(C18 5μm,250×4.6 mm,Alltech),以5 mmol.L-1七氟丁酸(三氟乙酸调pH至1.0)和乙腈为流动相,采用梯度洗脱,总流速为1.0 mL/min。ELSD参数:漂移管温度为117.0℃,载气流速为3.2 L/min。L-精氨酸等氨基酸的回收率为96%~104%。能够快速、精确测定发酵样品中目的产物L-精氨酸与其它氨基酸含量。     

蓖麻蚕中肠γ-谷氨酰转肽酶和底物的相互作用及其生理功能

蓖麻蚕Philosamta cynthia ricini,高度提纯的中肠γ-谷氨酰转肽酶(γ-GTP)体外转肽作用表明:L-苯丙氨酸、L-甲硫氨酸,L-半胱氨酸、L-色氨酸,L-精氨酸和L-赖氨酸是最好的γ-谷氨酰的受体,而L-谷氨酸和L-谷氨酰胺(L-Gln)系该酶良好的γ-谷氨酰供体.酶对γ-谷氨酰对硝基苯胺(γ-GNA)的K_m为0.13mmol/L(含L-苯丙氨酸)和0.29mmol/L(无L-苯丙氨酸).谷胱甘肽(GSH)和L-Gln与γ-GNA竞争酶的γ-谷氨酰结合部位,其抑制常数K₁值分别为0.5mmol/L和1.1mmol/L.Γ-GTP催化L-Gln的酰胺键水解和转肽,其催化速率相当于对γ-GNA的38%.