谷氨酰胺转胺酶—理化性质、生产方法及其在食品工业中的应用

谷氨酰胺转胺酶(蛋白质-谷氨酸-γ谷氨酰胺转移酶EC2.3.2.13)催化体外大多数食品蛋白质的交联反应,如:酪蛋白,大豆蛋白,肌球蛋白,肌动蛋白,谷蛋白,禽蛋蛋白等等。通过催化肽键谷酰胺基残基的酰基转移反应,在各种蛋白质分子之间或之内形成ε-(γ-谷胺酰)赖氨酸键,从而改善各种蛋白质的功能性质。如:营养价值、质地结构、口感、贮存期等等。目前,商业化谷氨酰胺转胺酶主要从动物组织中提取,但由于其分离和纯化过程较复杂,且来源稀少,因而价格昂贵,近年来,人们开始转向于研究利用微生物发酵来生产谷氨酰胺转胺酶,并使之应用于食品工业,经过微生物谷氨酰胺转胺酶处理后的食品,其功能性质明显改善。本文就谷氨酰胺转胺酶的国内外研究现状作一综述,主要包括理化性质、生产及其应用。     

分批发酵生产谷氨酰胺转氨酶的温度控制策略

微生物谷氨酰胺转氨酶 (Ｍｉｃｒｏｂｉａｌｔｒａｎｓｇｌｕｔａｍｉｎａｓｅ ,简称ＭＴＧ ,ＥＣ2 3 2 13)由于能催化许多食品中蛋白质的交联反应 ,改善各种蛋白质的功能性质 ,在食品工业具有广泛的应用潜力[1] ,因而引起了人们的极大兴趣。谷氨酰胺转氨酶的生产通常采用从豚鼠肝脏或组织中提取 ,由于豚鼠肝脏或组织来源稀少 ,谷氨酰胺转胺酶的分离纯化过程复杂 ,因而价格昂贵。 2 0世纪 80年代末 ,Ａｎｄｏ和Ｍｏｔｏｋｉ等人[2 ,3 ] 首先报道了利用微生物发酵法生产谷氨酰胺转胺酶的结果 ;近年来 ,Ｇｅｒｂｅｒ等人[4 ] 对其下游技术进…     

“微生物发酵法生产谷氨酰胺转胺酶”通过鉴定

具有“2 1世纪超级粘合剂”美称的谷氨酰胺转胺酶 (蛋白质 谷氨酸 γ 谷氨酰胺转移酶 ,ＥＣ2 .3 .2 .1 3 ) ,是一种可生产出满足人们需求的新型蛋白食品的重要酶制剂。它能够催化蛋白质分子内的交联、分子间的交联、蛋白质和氨基酸之间的连接以及蛋白质分子内谷氨酰胺酰基的水解 ,因而在食品工业、化妆品工业和制药工业中具有广泛的用途。源于动物的谷氨酰胺转胺酶价格较高 ,采用发酵法生产可望大幅度降低其生产成本 ,故而是拓宽谷氨酰胺转胺酶应用范围的根本途径。在日本 ,谷氨酰胺转胺酶已成为食品工业的第二大酶种 ,其用量仅次于α 淀粉…     

微生物谷氨酰胺转胺酶的表达及分子改造研究进展

微生物谷氨酰胺转胺酶具有催化蛋白质和某些非蛋白物质交联的功能,被广泛应用于食品、医药及纺织等领域.为提高该酶的产量及建立相应的分子改造平台,上世纪90年代日本味之素公司便开展了微生物谷氨酰胺转胺酶重组菌构建的研究.目前,该酶已在多个表达系统中实现活性表达,部分重组菌较野生菌的产酶能力有显著提高.近年来,谷氨酰胺转胺酶的分子改造研究也取得了初步进展,酶的催化活力、热稳定性及底物专一性得到提升.文中对上述研究中涉及的蛋白质表达及改造策略进行了简要的总结及分析,并指出相关研究的发展趋势.     

测定林生山黧豆体内谷氨酸脱羧酶活性的薄膜层析荧光分析法

Thin－LayerChromatogaphic－FluorometryMethodforMeasuringGlutamateDecarboxylaseActivityinLathyrussylvestrisSHENLi-Ming，HUOChang－He，MuXiao－Min，WUXian－Rong（CollegeofBiologicalSciences，ChineseAgriculturalUniversity，Beijing100094）谷氨酸脱羧酶广泛存在于动植物体内，催化由谷氨酸脱按转变为γ-氨基丁酸（γ－aminobutyricacid，GABA）的反应。研究表明，谷氨酸脱数酶活性和GABA的含量与植物在逆境条件下的反应有关[4]。另有报道指出，植物籽粒吸涨萌发过程中谷氨酸脱坡醇是最先被活化的酶之一[6]…     

微生物谷氨酰胺转氨酶催化细胞色素c赖氨酸残基的定点修饰

研究微生物谷氨酰胺转氨酶(mTG)催化细胞色素c(Cytc)的PEG定点修饰的可行性,并优化修饰条件,研究PEG修饰对Cytc性质的影响。将单甲氧基聚乙二醇氨(mPEG-NH_2)与N-苄氧羰基-谷氨酰胺-甘氨酸(CBZ-QG)共价结合制备含谷氨酰胺残基的甲氧基聚乙二醇衍生物(N-苄氧羰基-谷氨酰胺-甘氨酰-单甲氧基聚乙二醇,CBZ-QG-mPEG);mTG分别催化mPEG-NH_2、CBZQG-mPEG(mTG)修饰Cytc,研究酶法定点修饰Cytc残基的可行性;改变酶的用量、温度、反应时间和p H等反应条件优化谷胺酰胺转氨酶催化修饰Cytc的条件。研究结果表明:(1)mPEG-NH_2不能作为mTG的底物修饰Cytc,甲氧基聚乙二醇氨(mPEG-NH_2)分子上引入谷氨酰胺残基后,在mTG的催化作用下了实现Cytc的PEG修饰,而且基于mTG的底物特异性实现了PEG定点修饰Cytc的赖氨酸(Lys)残基;(2)37℃温度下,p H 8.0的溶液中,1mg/ml的mTG催化修饰反应2h是最佳修饰反应条件;(3)化学法PEG修饰Cytc产物复杂,是多种多点修饰产物的混合物,酶法催化PEG修饰Cytc只产生单一产物;(4)与天然Cytc相比,修饰后Cytc的活力、稳定性都有所提高。提出的谷胺酰胺转胺酶催化修饰法解决了蛋白质Lys残基难以定点修饰的难题,拓展了mTG在蛋白质修饰方面的应用。     

微生物谷氨酰胺转胺酶研究进展

微生物谷氨酰胺转胺酶是一种在食品、医药、纺织、化妆品等领域具有广泛应用前景的酶制剂。就其理化性质、作用机理、工业化生产、在食品工业上的应用及当前国内外研究热点进行了概述。并讨论了微生物谷氨酰胺转胺酶在我国生产及应用中存在的问题和困难,对未来的研究方向做出展望。     

添加CTAB促进吸水链霉菌产谷氨酰胺转胺酶

研究了添加十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）对吸水链霉菌（Streptomyces hygroscopicus）合成谷氨酰胺转胺酶的影响。结果表明,添加CTAB可以提高发酵过程中谷氨酰胺转胺酶的酶活,摇瓶培养中,CTAB的最佳添加时间和添加量分别为32h和1%,发酵终了时,谷氨酰胺转胺酶酶活最高达5.04u/mL,比对照提高了21.8%。初步研究表明,CTAB的主要作用是促使谷氨酰胺转胺酶的酶原转化为成熟酶,因此,在发酵过程中添加适当浓度的CTAB,可使酶原快速、完全地转化为成熟的MTG,解除酶原的产物抑制作用,促进了细胞产酶。     

谷氨酰-脯氨酰-tRNA合成酶的非经典功能——炎症相关基因特异性的翻译沉默

氨基酰-tRNA合成酶（aaRS）催化氨基酰化反应,为生物体内的蛋白质合成提供原料。哺乳动物细胞质中一种双功能aaRS谷氨酰-脯氨酰-tRNA合成酶（EPRS）通常负责将谷氨酸和脯氨酸分别接载到对应的tRNA的3’末端参与蛋白质翻译;此外,它还具有与氨基酰化经典功能无关的单核/巨噬细胞特异性炎症相关基因翻译沉默的非经典功能。在过去的十五年间,对于EPRS参与炎症反应相关基因表达调控的功能研究取得了一系列重要进展,揭示了看家基因EPRS与人类疾病发生和发展的潜在联系。     

用Bacillus subtilis NX-2菌株谷氨酰转肽酶催化合成S-苄基-谷胱甘肽

S-苄基-谷胱甘肽是合成谷胱甘肽的一种重要前体化合物。以L-谷氨酰胺为供体,S-苄基-半胱氨酰甘氨酸为受体．用Bacillus subtilis NX-2的γ-谷氨酰转肽酶催化进行转肽反应,合成得到S-苄基-谷胱甘肽。该化合物进行了质谱及核磁共振分析,并得到了初步鉴定。     

酪氨酸酶、漆酶和谷氨酰胺转氨酶催化交联蛋白质的比较分析

蛋白质交联在食品加工、组织工程、酶工程和药物传递等领域具有广泛用途。以酪蛋白和牛血清白蛋白(BSA)为模式蛋白,考察酪氨酸酶、漆酶和谷氨酰胺转氨酶催化蛋白质交联的底物特异性及交联规律,揭示酶对底物蛋白质结构及反应条件的要求。采用十二烷基磺酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)分析酶催化蛋白质交联规律,激光粒度分布仪测量交联产物粒径。结果表明：酪氨酸酶、漆酶和谷氨酰胺转氨酶对底物的特异性有共同特征,即均可以催化结构松散的蛋白质分子(酪蛋白)交联,但不能催化结构紧密的蛋白质分子(BSA)交联;还原剂二硫苏糖醇(DTT)的加入能促进酶催化BSA交联反应;DTT对酪氨酸酶和谷氨酰胺转氨酶催化酪蛋白交联无影响,但抑制漆酶对酪蛋白的交联。     

医学研究中的转谷氨酰胺酶

在哺乳动物中,存在各种转谷氨酰胺酶,它们通过催化的酰基转移反应,使蛋白质发生修饰。它们参与了多种生理过程,同时和多种疾病相关,其中主要为炎症性疾病,神经退行性病变和肿瘤性疾病等三大类疾病。随着对其参与疾病的机理逐渐明了,转谷氨酰胺酶开始用于疾病的诊断和治疗 。     

谷氨酸合酶活力的快速测定

1974年依赖铁氧还蛋白的谷氨酸合酶(Gluta-mate Synthase,EC 1.4.7.1.)的发现证明植物主要通过谷氨酰胺合成酶/谷氨酸合酶途径进行氨的同化。在这个氨同化途径中,谷氨酸合酶是限速酶,它催化一分子谷氨酰胺和一分子α-酮戊二酸形成两分子的谷氨酸。谷氨酸合酶活力测定的关键是如何把产物谷氨酸与反应液中的其它组分,尤其是底物(谷氨酰胺)分开。纸层析、纸电泳、同位素、氨基酸自动分析和高压液相层析     

小麦谷氨酸脱羧酶的纯化及部分性质研究

谷氨酸脱羧酶（ｇｌｕｔａｍａｔｅｄｅｃａｒｂｏｘｙｌａｓｅ,ＧＡＤ,ＥＣ４．１．１．１５）催化谷氨酸脱羧生成γ－氨基丁酸（γ－ａｍｉｎｏｂｕｔｙｒａｔｅ,ＢＡ）,植物中已从南瓜［１］、马铃薯和林生山黧豆［２］纯化了ＧＡＤ．ＧＡＤ活性在禾本科作物中作为...     

组织型转谷氨酰胺酶的研究进展

组织型转谷氨酰胺酶（tissue transglutaminase,tTG,TGⅡ）是转谷氨酰胺酶家族成员之一,作为一种多功能的蛋白质,具有催化蛋白质谷氨酰胺残基与赖氨酸残基交联的活性,还能结合和水解GTP,在胞内和胞外产生多种功能,最初由于tTG在细胞凋亡中所起的重要作用而受到研究者的关注,最近的研究更表明它在细胞分化,基质的稳定、伤口愈合、信号转导、动物发育等许多生理和病理过程中起着重要作用,因而受到越来越多的研究。     

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 ?n,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K_1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％。     

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%.     

谷氨酰胺磷酸核糖焦磷酸转酰胺酶研究进展

谷氨酰胺磷酸核糖焦磷酸转酰胺酶是生物．体内嘌呤产物合成途径的关键酶,负责催化全合成途径的第一步反应。肌苷属于嘌呤核苷,是食品和医药行业广泛应用的重要产品。谷氨酰胺磷酸核糖焦磷酸转酰胺酶在肌苷的生物合成途径中起重要调节作用,对其深入研究将有助于提高肌苷的产量,对工业化生产有重大意义。本从谷氨酰胺磷酸核糖焦磷酸转酰胺酶的属性、功能、结构和基因表达与调控方面对其做了介绍,为肌苷产量的提高工作奠定了基础。     

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。     

tRNA个性研究进展

ｔＲＮＡ参与蛋白质生物合成中至关重要的两个功能上相连的生物化学事件。一种是由氨基酰－ｔＲＮＡ合成酶（ａａＲＳ）催化的ｔＲ－ＮＡ的氨基酰化（ｔＲＮＡ的个性）,通过ａａＲＳ对ｔＲＮＡ的序列和结构元件的专一识别和氨基酰化,使ｔＲＮＡ转化为氨基酰ｔＲＮＡ。另...