谷氨酸脱羧酶、γ-氨基丁酸-α-酮戊二酸转氨酶及γ-氨基丁酸在大白鼠脑的分布及其相互关系

近年来发现脑组织除具有一般的氧化代谢途径外,尚存在着谷氨酸—γ—氨基丁酸—琥珀酸牛醛—琥珀酸支路。这条支路的两个主要的酶就是谷氨酸脱羧酶(以下简称GDC)和γ-氨基丁酸-α-酮戊二酸转氨酶(以下简称 GABA-T)。γ-氨基丁酸(以下简称GABA)除了参与脑中的氧化代谢外,同时也是哺乳类中枢神经系统的一个抑制物质,可能对神经原的兴奋抑制起着调节作用。因此在中枢神经系统各部位 GABA 的含量如何,它的含量与 GDC 或 GABA-T 活力之间的关系又是如何,将是一个很有兴趣的问题。     

大鼠降结肠上皮细胞γ-氨基丁酸及谷氨酸脱羧酶的表达与意义

目的检测γ-氨基丁酸(gamma-aminobutyric acid,GABA)和谷氨酸脱羧酶(glutamic acid decarboxylase,GAD)在大鼠降结肠上皮的表达及分布特征,并探讨GABA与上皮细胞分化增殖的关系。方法用免疫荧光及激光共聚焦显微扫描技术,检测GABA、GAD65及GAD67在大鼠降结肠上皮中的表达,并以麦芽凝聚素组织化学染色与免疫荧光结合的双重染色显示GABA和GAD65表达细胞的分布特征。同时,用RT-PCR方法检测GAD mRNA的表达。此外,用3H-胸腺嘧啶放射自显影及增殖细胞核抗原(PCNA)免疫组化方法显示降结肠上皮的增殖带。结果RT-PCR显示降结肠粘膜中GAD65及GAD67mRNA均为阳性。GABA及GAD65免疫反应阳性细胞主要分布在降结肠的腔面和隐窝的上1/3上皮细胞的胞浆,而GAD67阳性细胞仅分布腔面,此外,GABA及GAD65阳性染色也见于黏膜固有层。双重染色显示杯状细胞中GABA及GAD65均为阴性3。H-胸腺嘧啶及PCNA标记阳性细胞主要在隐窝的中下段。结论GABA及GAD65分布在大鼠降结肠上皮的成熟带及功能带,GABA系统可能参与上皮细胞的分化与增殖的调节。     

产γ-氨基丁酸屎肠球菌的鉴定及其谷氨酸脱羧酶酶学性质

目的:鉴定1株产γ氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)的乳酸菌HS3,并研究了其谷氨酸脱羧酶(Glutamate decarboxylase,GAD)粗酶酶学性质。方法:根据形态培养特征、生理生化特征和16S rDNA序列比对及系统发育分析对菌株HS3进行了鉴定。采用菌体细胞破碎后的粗酶液,研究了温度、pH和金属离子对酶活的影响。结果:菌株HS3的形态培养和生理生化特征符合肠球菌属(Enterococcus)特征,其16S rDNA序列与Enterococcus faecium(EU717962)16S rDNA序列同源性达99%,鉴定菌株HS3为屎肠球菌(Enterococcus faecium),菌株HS3 GAD最适作用温度为40℃,最适作用pH4.5。酶的热稳定较好,50℃处理4h,在pH3.5～6.0酶活基本稳定。Ca2+对酶有激活作用,5mmol/L和50mmol/L浓度酶活分别提高了37.41%和17.43%。Ba2+和Zn2+在5mmol/L浓度时激活作用明显,而Mg2+在5mmol/L浓度激活作用较好。结论:菌株HS3的GAD活力较高,稳定性较好,为生物合成GABA提供了新的微生物菌种资源。     

高产γ-氨基丁酸的谷氨酸棒杆菌工程菌的构建和发酵条件优化

为了实现γ-氨基丁酸(GABA)在微生物中"一步法"高效生产,本研究构建出一株高产GABA的谷氨酸棒杆茵工程菌ATCC 13032/pDXW10-gadB1-gadB2,可以直接将自身合成的L-谷氨酸转变成GABA,并对该工程茵的发酵培养基和发酵条件进行了初步优化。结果表明:培养7 h~8 h的种子液按发酵起始OD_(562)=1.6转接至发酵培养基(葡萄糖、玉米浆分别100 g/L、4 g/L),10 h添加PLP至O.1 mmol/L,发酵结束后胞外GABA可达(26.39±1.68)g/L。为工业化"一步法"生产GABA提供理论和实验基础。     

混菌发酵生产γ-聚谷氨酸的工艺条件优化

采用谷氨酸棒杆菌S9114和枯草芽胞杆菌NTG-4在10 L自控发酵罐上进行混菌发酵,探索混菌发酵生产γ-聚谷氨酸的可行性并进行工艺优化。结果表明:温度、接种量、pH及溶氧对聚谷氨酸发酵有较大影响,发酵前期维持32℃,6 h提温至37℃变温控制,谷氨酸棒杆菌和枯草芽胞杆菌接种量分别为5%和0.5%,pH 7.0,溶氧20%最有利于γ-聚谷氨酸发酵,在此条件下发酵32 hγ-聚谷氨酸最高产量为38.3 g/L。     

豆豉中高产γ-氨基丁酸乳酸菌的筛选及其谷氨酸脱羧酶酶学特性研究

目的从云南传统发酵豆豉中分离和筛选得到高产γ-氨基丁酸（GABA）的乳酸菌,同时研究其分泌产生的GAD酶学特性,以期为GABA的自动化发酵及GAD的固定化生产提供参考依据。方法通过高效液相色谱分析,筛选到一株高产GABA的乳酸菌,并初步研究其GAD酶学特性。结果从云南传统发酵豆豉中筛选得到高产GA-BA的Lactobacillus plantarum YM-4-3（产量高达5.74 mmol/L,即0.592 g/L）,其最适发酵条件为35℃,MSG含量为3%,初始pH 6.0,静置厌氧（5%CO2）发酵96 h;酶学特性研究结果表明,该菌株由来GAD是一种酸性酶,在酸性条件下稳定,最适反应pH为4.0,最适反应温度40℃,辅因子磷酸吡哆醛的最适浓度为200μmol/L。结论云南传统发酵豆豉可作为筛选具有较强GABA转化能力乳酸菌的资源库,该研究将有助于新型乳酸菌发酵豆豉的研发。     

生产γ-氨基丁酸乳酸菌的选育及发酵条件优化

通过对食品安全级 (GRAS)乳酸菌的筛选 ,得到一株可高产谷氨酸脱羧酶的菌株。并且对菌株的发酵培养基与发酵条件进行了优化。结果表明 :采用优化后的培养基 ,调初始pH为 7.0 ,在 33℃进行发酵培养 3d后 ,发酵液中GABA含量可达到31 0g·L-1 以上 ,比优化前提高了约 4倍     

胰岛中谷氨酸和γ-氨基丁酸受体的研究进展

谷氨酸和γ-氨基丁酸受体主要分布在中枢神经系统,在神经信号转导中发挥着重要作用.近年来在胰岛中也发现了这类受体,且胰岛中几乎含有这些受体的所有亚型.本文详细描述了胰岛中这些受体的各亚型,并着重讨论了它们的生理功能和相互作用关系,以及研究它们在胰岛中的生理功能的新技术方法.这些问题的探讨不但为研究胰岛功能机制提供了新思路,也将有助于从新的视角理解神经科学问题.     

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。     

产γ-氨基丁酸乳酸菌的发酵优化

为显著提高γ-氨基丁酸的产量,对发酵培养基的装液量、接种量、碳源、氮源、L-谷氨酸（L-Glu）的添加量进行了单因素优化,在单因素基础上进行响应面优化,利用 Plackett-Burman 得出对产γ-氨基丁酸影响最大的因素分别为：葡萄糖、玉米浆、接种量以及发酵时间,用最陡爬坡试验逼近关键因素的最大响应区域。在此基础上,采用 Box-Behnken 试验设计对培养基组分进行进一步优化,得出4种显著因子葡萄糖、玉米浆、接种量以及发酵时间的最佳结果分别为22．0 g·L－1、15．0 g·L－1、19％和48 h。采用优化培养基后,γ-氨基丁酸的产量可达到12．030 g·L－1,较原始培养基的产量增加了5．602 g·L－1。     

暹罗芽孢杆菌高产γ-聚谷氨酸的发酵条件优化

【背景】γ-聚谷氨酸（poly-γ-glutamic acid,γ-PGA）产生菌多为枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）、解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）、地衣芽孢杆菌（Bacillus licheniformis）等,而暹罗芽孢杆菌（Bacillus siamensis）相关研究较少。【目的】研究暹罗芽孢杆菌产γ-PGA的液体发酵条件。【方法】以自行分离的暹罗芽孢杆菌CAU83为出发菌株进行液体发酵,通过单因素试验和正交试验法研究了碳氮源、前体物质、发酵温度及pH对菌株生产γ-PGA的影响。【结果】经摇瓶优化,γ-PGA的最适碳源、氮源和前体物质分别为乳糖30g/L、酵母提取物5g/L和L-谷氨酸钠60 g/L,最适培养条件为发酵温度37℃和pH 7.0,γ-PGA产量由8.4 g/L提升至30.1 g/L,比优化前提高了260%。经分批补料发酵,60 h时γ-PGA产量最高为59.5 g/L,比摇瓶提高了98%,产率为0.99 g/（L·h）。所产γ-PGA分子量为3.8×10⁶ Da,聚合度较高。【结论】...     

酵母产γ- 氨基丁酸发酵条件的研究

目的:研究酵母产γ-氨基丁酸的发酵条件,提高其产γ-氨基丁酸的能力。方法:以高产γ-氨基丁酸的酵母突变株为材料,通过单因素实验研究培养温度、摇床转速、接种量、种龄和培养时间等条件对菌株发酵生产γ-氨基丁酸的影响。结果:最适发酵条件为:培养温度30℃,摇床转速220 rpm,接种量4%,种龄为2d的种子菌,培养时间4d。在此发酵条件下,变异菌发酵液中γ-氨基丁酸含量高达2.588 g.L-1,较优化前提高了53%。结论:发酵条件的优化,提高了菌株产γ-氨基丁酸的能力。     

酵母产γ-氨基丁酸发酵条件的研究

目的：研究酵母产γ-氨基丁酸的发酵条件,提高其产γ-氨基丁酸的能力。方法：以高产γ-氨基丁酸的酵母突变株为材料,通过单因素实验研究培养温度、摇床转速、接种量、种龄和培养时间等条件对菌株发酵生产γ-氨基丁酸的影响。结果：最适发酵条件为：培养温度30℃,摇床转速220 rpm,接种量4%,种龄为2d的种子菌,培养时间4d。在此发酵条件下,变异菌发酵液中γ-氨基丁酸含量高达2.588 g.L-1,较优化前提高了53%。结论：发酵条件的优化,提高了菌株产γ-氨基丁酸的能力。     

4-丁内酰胺水解酶法制备γ-氨基丁酸

以吡咯烷酮为唯一碳源,从采集的土样中分离、筛选得到具有4-丁内酰胺水解酶活性的菌株.采用响应面分析法对该菌株的产酶培养基组分进行了优化研究并对酶促转化反应条件也进行了研究.结果表明:编号为HHSW-16的菌株水解活性最高.优化后的培养基组成为:葡萄糖11.50 g·L-1,牛肉膏6.35 g·L-1,酵母粉5.58 g...     

酵母产γ-氨基丁酸发酵培养基的优化

目的:提高酵母产γ-氨基丁酸的能力。方法:采用单因素及正交设计实验对酵母产γ-氨基丁酸(GABA)的培养基进行优化。结果:确定最适碳源为葡萄糖,最佳氮源为蛋白胨和硫酸铵复合氮源,合适的无机盐为KH2PO4;最佳发酵培养基为3%葡萄糖,3%蛋白胨,0.3%(NH4)2SO4和0.1%KH2PO4。在此培养条件下,摇瓶发酵可以获得1.690g.L-1的GABA产量。结论:发酵培养基的优化,提高了菌株产γ-氨基丁酸的能力。     

酵母产γ-氨基丁酸发酵培养基的优化

目的：提高酵母产γ-氨基丁酸的能力。方法：采用单因素及正交设计实验对酵母产γ-氨基丁酸（GABA）的培养基进行优化。结果：确定最适碳源为葡萄糖,最佳氮源为蛋白胨和硫酸铵复合氮源,合适的无机盐为KH2PO4;最佳发酵培养基为3%葡萄糖,3%蛋白胨,0.3%（NH4）2SO4和0.1%KH2PO4。在此培养条件下,摇瓶发酵可以获得1.690g.L-1的GABA产量。结论：发酵培养基的优化,提高了菌株产γ-氨基丁酸的能力。     

一株重组大肠杆菌/pET-28a-lpgad的构建及其高效生产γ-氨基丁酸转化条件的优化

为实现微生物法高效率生产γ-氨基丁酸(GABA),从一株经多次诱变筛选的具有较高谷氨酸脱羧酶(GAD)活力植物乳杆菌GB 01-21全基因组DNA中PCR扩增获得GAD酶基因lpgad,构建重组质粒pET-28a-lpgad,在大肠杆菌E.coli BL21(DE3)中高效诱导表达。并采用Ni柱亲和层析纯化获得重组GAD,并对其酶学性质进行初步研究,为改良转化工艺提高GABA产量提供可靠理论依据。结果显示,重组大肠杆菌中GAD酶活显著提高,可达8.53 U/mg,是植物乳杆菌GB 01-21中GAD酶活的4.24倍。将该重组菌应用于转化L-谷氨酸生产GABA,5 L发酵罐水平转化24 h产量可达143.5 g/L,摩尔转化率为97.32%,是植物乳杆菌GB 01-21的2.19倍。纯化后酶学性质进行初步研究表明:其最适pH为4.8;最适温度为37℃;Ca2+、Mg2+对其有较强的激活作用,将上述实验结果用于转化条件的优化,最终5 L发酵罐上进行转化实验,批次添加底物L-谷氨酸共600 g,转化24 h,GABA累计浓度可达204.5 g/L,摩尔转化率为97.92%,与最初转化条件相比,GABA浓度提高了42.5%,为其工业化应用打下了良好的基础。     

γ-氨基丁酸与抗惊厥

γ-氨基丁酸(GABA)是中枢神经系统重要的抑制性递质,GABA 功能紊乱与惊厥的关系是60年代以来惊厥机制研究中引人注目的一个侧面。在 GABA代谢、释放、重摄取以及 GABA 受体等方面加强 GABA 能传递的因素一般具有抗惊厥作用.一些已知的抗惊厥药物,其作用机理也多涉及到 GABA 环节。