功能性甜味剂L-阿拉伯糖的研究进展

L-阿拉伯糖是一种有甜味的戊糖,其口服后在人体内不被吸收,并可以选择性抑制肠道内蔗糖酶的活性,减少人体对蔗糖的吸收和利用,从而达到降血糖和减肥的功效。而且它作为一种天然存在的单糖,长期以来作为食品被服用,安全性早已得到证实,因而在功能食品应用领域有广阔的市场前景。然而受限于其生产方法,目前国内外市场上阿拉伯糖价格昂贵,因此,本文拟对L-阿拉伯糖制备方法的研究进展作一综述,以期促进国内同行加强对一些稀有糖的研究开发,造福于公众健康。     

L-阿拉伯糖对降低高糖高脂喂养小鼠体重增长速率的影响

将L-阿拉伯糖通过口服的方法配合高糖高脂饲料喂养SPF级昆明雄性小鼠,观察不同剂量L-阿拉伯糖对小鼠增重速率的影响。将100只小鼠随机均分为A、B、C、D、E五组(五组小鼠体重没有显著差异),分别采用高、中、低和零四种剂量水平口服L-阿拉伯糖水溶液1个月,另设E组为空白对照,记录小鼠体重和体长变化。结果表明:L-阿拉伯糖对小鼠的体重增长有剂量依存关系,小剂量(0.5g/kg)即可产生作用,但只有添加量达到一定的浓度后(1.0g/kg),其抑制小鼠体重增长速率作用才有明显效果(P0.05)。L-阿拉伯糖能有效减缓肥胖小鼠的体重增长速率。     

L-阿拉伯糖对尿酸的调节作用

该文研究了L-阿拉伯糖对正常及高尿酸血症小鼠尿酸的调节作用。在正常小鼠、氧嗪酸钾和次黄嘌呤联合诱导的高尿酸血症小鼠以及氧嗪酸钾和尿酸联合诱导的高尿酸血症小鼠中,通过灌胃给予L-阿拉伯糖:收集尿液,测定尿酸排泄量;取血,测定血清中尿酸、总胆固醇、甘油三酯、血糖、肌酐、尿素氮等常规生化指标;处死小鼠后,取肝、肾、脾,称重,计算脏器指数;取小肠与肝脏,匀浆后测定黄嘌呤氧化酶活性。结果表明:L-阿拉伯糖对正常小鼠,可以增加尿酸排泄,但不能降低血尿酸水平;对氧嗪酸钾和次黄嘌呤联合诱导的高尿酸血症小鼠,对尿酸排泄没有影响,但能升高血尿酸水平;对氧嗪酸钾和尿酸联合诱导的高尿酸血症小鼠,对尿酸排泄及血尿酸水平都没有影响。该研究结果表明L-阿拉伯糖对正常血尿酸水平没有影响,但能升高特定条件下高尿酸血症小鼠的血尿酸水平。     

细菌把L-山梨糖醇氧化成为L-果糖

美国Nabisco Brands公司R.O.Horwath认为,L-果糖本是作为种饮料中的甜味剂使用的,也可以供糖尿病患者食用的,但由于L-糖类不被代谢,不产生后味,所以他们从一种荧光假单胞菌(Preudomonas fluorescens)的突变株中分离出L-伊地醇脱氢酶,用这种酶来氧化L-山梨糖醇,生产L-果糖。把L-阿拉伯糖缩合,形成L-葡     

白地霉的戊糖代谢 Ⅱ.L-阿拉伯糖代谢途径

用在L-阿拉伯糖上培养的白地霉(Geotrichum candidum Link)2.361无细胞提取液进行了L-阿拉伯糖代谢酶体系的研究。查明L-阿拉伯糖代谢的变化途径如下: L-阿拉伯糖+NADPH_2 戊醛糖还原酶L-阿拉伯糖醇+NADP L-阿拉伯糖醇+NAD L-阿拉伯糖醇脱氢酶L-木酮糖+NADH_2 L-木酮糖+NADPH_2 NADP-木糖醇脱氢酶木糖醇+NADP 木糖醇+NAD NAD-木糖醇脱氢酶D-木酮糖+NADH_2 D-木酮糖+ATP D-木酮糖激酶→D-木酮糖-5-磷酸+ADP L-阿拉伯糖醇脱氢酶仅存在于L-阿拉伯糖培养的菌体中,而不存在于木糖培养的菌体中。可见它与木糖醇脱氢酶不是同一个酶。这一点与文献报导的不同,在黄青霉中这两种酶活力被认为是同一种酶的作用。     

酿酒酵母L-阿拉伯糖转化乙醇代谢工程的研究进展

L-阿拉伯糖是木质纤维素原料中一种重要的五碳糖组分,但传统的乙醇生产菌株酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)不能利用L-阿拉伯糖。通过代谢途径工程手段,在酿酒酵母中引入L-阿拉伯糖初始代谢途径可以获得能利用L-阿拉伯糖乙醇发酵的重组菌株。并且,通过代谢途径的疏通以及吸收系统的优化可以强化重组菌株代谢L-阿拉伯糖的能力。笔者从以上角度综述了近年来酿酒酵母转化L-阿拉伯糖生产乙醇的研究进展。     

用P.pastoris表达L-阿拉伯糖异构酶及其酶活性分析

目的:用毕赤酵母表达L-阿拉伯糖异构酶。方法:用PCR法扩增大肠杆菌的L-阿拉伯糖异构酶基因,构建含L-阿拉伯糖异构酶基因的毕赤酵母分泌型表达载体pPIC9K-ai。通过电转法将pPIC9K-ai转化毕赤酵母GS115基因组。先筛选出高G418抗性的克隆,然后再从高拷贝的克隆中筛选出高表达重组L-阿拉伯糖异构酶的重组子作为工程菌GS115(pPIC9K-ai)。结果:在甲醇诱导下,摇瓶发酵GS115(pPIC9K-ai)3d,分泌表达L-阿拉伯糖异构酶32 mg/L。结论:毕赤酵母表达的L-阿拉伯糖异构酶具有转化D-半乳糖为D-塔格糖的生物活性。每升GS115(pPIC9K-ai)发酵液能转化D-半乳糖生成30 mgD-塔格糖。     

L-阿拉伯糖对B型和Q型烟粉虱刺探的影响——膜饲喂评价技术的优化

本文以观察人工饲料膜上刺孔直径及数量评价L-阿拉伯糖对B型和Q型烟粉虱刺探及取食行为为例,用人工饲喂的方法,从饲料的最佳蔗糖浓度、L-阿拉伯糖最佳添加浓度、实验最佳实验时间3个方面对膜喂饲评价技术进行优化,为刺吸式昆虫取食行为的基础研究提供简单可行的方法。结果表明:15%蔗糖最适合烟粉虱的饲喂实验,5%L-阿拉伯糖是合适的添加浓度,12 h是检查效果的最佳时间;取食添加5%L-阿拉伯糖的饲料后,B型烟粉虱在人工饲料囊上的刺探所形成的的大孔、中孔及小孔的数量均显著低于对照,而Q型烟粉虱刺探所形成的的大孔、中孔及小孔数量均显著高于对照。即L-阿拉伯糖抑制了B型烟粉虱的刺探和取食行为,却提高了Q型烟粉虱的刺探和取食行为,因此,5%L-阿拉伯糖对两种生物型烟粉虱可能存在不同作用机制。以15%蔗糖的液体人工饲料膜上的刺孔直径及数量来评价生物活性物质对烟粉虱取食行为影响效果的方法是可行的。     

罗氏真养菌W50的L-阿拉伯糖代谢途径工程改造北大核心CSCD

【目的】在产聚-β-羟基丁酸酯(Poly-β-hydroxybutyrate,PHB)的罗氏真养菌(Ralstonia eutropha)H16突变株W50中建立完整的阿拉伯糖代谢途径,引入高亲和力阿拉伯糖转运蛋白,获得能利用L-阿拉伯糖的重组菌株,为获得能高效利用纤维质降解物并积累PHB的工程菌株奠定基础。【方法】利用PCR技术扩增R.eutropha H16的PHB合酶启动子P pha C1、大肠杆菌(Escherichia coli)W3110的阿拉伯糖代谢酶基因araBAD和高亲和力阿拉伯糖转运蛋白基因araFGH。将P pha C1、araBAD与表达载体pBBR1MCS连接,构建带有阿拉伯糖代谢酶基因的表达载体,转化R.eutropha W50得到重组菌株W50-1。利用双质粒和染色体重组两种方法将araFGH导入W50-1菌,分别得到重组菌株W50-2和W50-3。通过摇瓶发酵研究重组菌株W50-1、W50-2和W50-3的发酵特性。【结果】酶活分析结果表明,阿拉伯糖代谢酶基因实现了表达。重组菌株W50-1、W50-2和W50-3均能利用L-阿拉伯糖,并且表达了转运蛋白基因的重组菌利用L-阿拉伯糖的能力提高。摇瓶发酵结果表明,W50-1可以在含0.1 mol/L阿拉伯糖的发酵培养基中生长,但不能利用低浓度(0.01 mol/L)阿拉伯糖。W50-2、W50-3菌株能够利用低浓度阿拉伯糖生长,并且在含0.1 mol/L阿拉伯糖的培养基中,W50-3的生物量是W50-1的2.5倍,合成的PHB占菌体干重的38.6%。【结论】在R.eutropha W50中表达阿拉伯糖代谢酶基因及转运蛋白基因,可以使其高效利用L-阿拉伯糖生长并积累一定水平的PHB。     

微生物与酶技术在新型功能糖开发中的应用

近十几年来,新型功能糖产业得到了快速发展,不仅生产规模有了大幅增加,而且越来越多具有特殊营养与保健功效的新型功能糖被开发出来。目前,微生物与酶技术的突破是开发新型功能糖的关键,尤其是分子生物学手段的使用,大大加快了新产品的开发速度,改善了功能糖产品的应用性能,引领行业技术发展的趋势。本文介绍微生物酶与技术在氨基葡萄糖、海藻糖、L-阿拉伯糖、低聚半乳糖及异麦芽酮糖等新型功能糖开发中的应用状况。     

酿酒酵母 L-阿拉伯糖转化乙醇代谢工程的研究进展简

L-阿拉伯糖是木质纤维素原料中一种重要的五碳糖组分,但传统的乙醇生产菌株酿酒酵母（ Saccharomyces cerevisiae）不能利用L 阿拉伯糖。通过代谢途径工程手段,在酿酒酵母中引入L 阿拉伯糖初始代谢途径可以获得能利用L 阿拉伯糖乙醇发酵的重组菌株。并且,通过代谢途径的疏通以及吸收系统的优化可以强化重组菌株代谢L 阿拉伯糖的能力。笔者从以上角度综述了近年来酿酒酵母转化L 阿拉伯糖生产乙醇的研究进展。     

微生物来源的L-阿拉伯糖异构酶的研究进展及应用前景

L-阿拉伯糖异构酶(L-AI)能分别催化L-阿拉伯糖和D-半乳糖异构为L-核酮糖和D-塔格糖,它是目前生物法生产新型功能性因子D-塔格糖最为有效的酶.近年来,L-AI的结构已被揭晓,其基因已获得克隆、测序和过量表达,经过蛋白质工程改造的L-AI将是未来工业化生产D-塔格糖的主要用酶.本文综述了近年来国外对L-AI的结构与功能、催化机理、酶学性质及应用于D-塔格糖生产方面的研究状况,并展望了其发展前景.     

阿尔采末病的炎症病理机制及糖类物质的抗炎作用

分析了阿尔采末病(AD)的炎症病理机制,对各种糖类物质在AD中抗炎作用机制的最新进展进行综述。阐明糖类物质通过抑制Aβ纤丝的形成、抑制补体活化、抑制细胞因子产生和iNOS的表达、抑制tau蛋白的免疫反应性、抑制与ApoE相关的氧化应激和ApoE与Aβ的结合等途径发挥抗炎作用,从而延缓AD的发生与发展。     

银耳孢子多糖TF-A、TF-B、TF-C的分离、纯化及组成单糖的鉴定

用固体培养法获得的中国福建产银耳孢子(Tremella fucifromis Berk)经热水提取,三氯醋酸-正丁醇除杂蛋白、透析、乙醇沉淀,再通过DEAE-Dextran-Gel A-25柱层析分离和Sephadex G-200柱层析纯化,得到三种白色粉末状的多糖,命名为TF-A、TF-B及TF-C。用聚丙烯酰胺凝胶电泳,葡聚糖凝胶柱层析及气相色谱分析证明三者均为均一体。TF-A、TF-B及TF-C用酸完全水解,经纸层析和气相色谱分析表明:TF-A由L-岩藻糖、L-阿拉伯糖、D-木糖、D-甘露糖、D-半乳糖和D-葡萄糖组成,摩尔比为葡萄糖:甘露糖:木糖:岩藻糖:阿拉伯糖:半乳糖=1.06:1.0:0.33:0.29:0.037:0.75,TF-B及TF-C都由L-岩藻糖、L-阿拉伯糖、D-木糖、D-甘露糖、D-葡萄糖和葡萄糖醛酸组成,摩尔比分别为:葡萄糖:甘露糖:木糖:岩藻糖:阿拉伯糖:葡萄糖醛酸=0.16:1.0:0.28:0.73:0.036:0.19和0.086:1.0:0.37:0.75:0.058:0.37。     

三种天然提取物的减肥降脂作用研究

选用Wistar雄性大鼠,喂饲高脂饲料,建立预防性肥胖高血脂模型,对苦丁茶水提取物、阿拉伯糖、乌龙茶提取物三种天然成分进行减肥降脂试验。大鼠随机分组,灌胃给药,以药物曲美减肥胶囊为阳性对照组。测定模型组、给药实验组、阳性对照组各种生化指标(如总胆固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白和高密度脂蛋白)、大鼠的体重、Lee′s指数和脂肪湿重等。结果表明:各给药实验组较模型对照组体重增长减慢,且下降明显,体内脂肪湿重也明显下降,同时发现L-阿拉伯糖组有极其显著降低血清总胆固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白胆固醇、Lee′s指数和体内脂肪含量(P0.01)的效果。L-阿拉伯糖对肥胖症、高血脂症具有良好的预防和治疗的作用。     

L-核糖的生产研究进展

L-核糖是合成许多抗病毒药物的关键中间体,自然界和生物体中并不存在。L-核糖的制备方法有化学合成法和生物合成法。与化学合成法相比,生物合成法对环境更加有利。生物合成法是应用微生物及其酶以核糖醇或L-阿拉伯糖为原料生产L-核糖。综述了L-核糖的制备方法以及产品的分离纯化技术,并对L-核糖的研究现状和前景进行了展望。     

L-精氨酸-L-焦谷氨酸的应用及合成

L-精氨酸应用很广泛,但受到溶解性差及味感差的限制,其应用领域无法再拓宽。与L-焦谷氨酸配伍,制成L-精氨酸-L-焦谷氨酸复合盐,可应用在医疗、保健、化妆品等行业,并可使得单体的精氨酸和焦谷氨酸的应用功效增强。     

发酵乳杆菌来源l-阿拉伯糖异构酶理性设计及在d-塔格糖生产中的应用

L-阿拉伯糖异构酶(L-arabinose isomerase,L-AI)是D-半乳糖异构化生成D-塔格糖的关键酶。为提高L-阿拉伯糖异构酶对D-半乳糖的活性及在生物转化中的转化率,本研究对发酵乳杆菌(Lactobacillus fermentum)CGMCC2921来源的L-阿拉伯糖异构酶进行重组表达和生物转化应用,并对其底物结合口袋进行理性设计以提高酶对D-半乳糖亲和力和催化活性。结果显示,突变体F279I对D-半乳糖的转化率提高至野生型酶的1.4倍,进一步叠加获得的双突变体M185A/F279I的K_m和k_cat分别为530.8mmol/L与19.9s^-1,底物亲和力显著提高,催化效率提高至野生型酶的8.2倍。以400 g/L乳糖为底物时,突变酶M185A/F279I转化率高达22.8%。本研究在乳糖高值化生产塔格糖方面具有重要的应用价值。     

沪农灵芝一号生长过程中子实体各部位糖醇和海藻糖积累及其代谢酶的表达变化

食用菌子实体通常会在生长过程中积累较高含量的糖醇及海藻糖,这些碳水化合物的积累能够促进食用菌的生长,而在灵芝中的同类研究较少,本研究通过高效阴离子-脉冲安培法对沪农灵芝一号子实体发育过程中不同部位的糖类成分的含量变化进行分析,发现灵芝子实体中主要的可溶性糖类成分是阿拉伯糖醇、甘露醇和海藻糖,甘露醇在子实体成熟时的菌盖中的含量达到最高值,阿拉伯糖醇在产孢子期的子实体中含量较高,两种糖醇的含量呈现相反的变化趋势,一种糖醇积累的同时会消耗利用另一种糖醇,而海藻糖在灵芝子实体的整个生长过程中含量处于较低水平,仅在子实体初期的菌基部位检测到较高的含量;同时通过qRT-PCR技术检测灵芝子实体不同部位中这几种糖类的主要代谢酶基因的表达变化,发现这些代谢酶在子实体的菌基部位的表达水平相对其他部位较高,且随着子实体生长这一差异更加显著,这一结果表明灵芝中的糖醇和海藻糖分布差异可能是先由菌基的菌丝体中合成产物并转运到子实体不同部位,再经过一段时间的积累和代谢之后产生。     

医药中间体L-核糖的生物制造研究进展

L-核糖(L-ribose)是自然界不存在的L-型稀有糖,L-核糖是多种核苷类似物药物的核心砌块,其衍生物2-脱氧-L-核糖也是昂贵的药物中间体;过去只能通过化学合成获得,近年来开始有酶法合成的报道。本文综述了L-核糖生物制备的三种关键酶-L-阿拉伯糖异构酶(L-AI)、甘露糖-6-磷酸异构酶(MPI)、以及L-核糖异构酶(L-RI)在制备L-核糖方面的研究进展,结合产品衍生物研发进行了总结,并展望了L-核糖在未来医药行业的技术需求。