环状糊精葡萄糖基转移酶的研究进展

环状糊精葡萄糖基转移酶的研究进展
环状糊精葡萄糖基转移酶的研究进展

环状糊精葡萄糖基转移酶的研究进展

许 波,黄遵锡,陈宝英,刘海燕

(云南师范大学生命科学学院,云南 昆明 650092)

摘 要:环状糊精葡萄糖基转移酶是催化淀粉等合成环状糊精的酶,环状糊精由于具有特殊的理化性质,能将多种化学物质包接在其环形空隙中,因此在食品等领域有着广泛的应用前景。本文对环状糊精葡萄糖基转移酶的来源、酶学性质、作用机理、筛选及分子生物学方面进行了系统的综述。

关键词:环状糊精葡萄糖基转移酶;环状糊精;酶学性质;作用机理;筛选;分子生物学

Review on Study Advances on Cyclodextrin Glucanotransferase Function

XU Bo,HUANG Zun-xi,CHEN Bao-ying,LIU Hai-yan

(School of Life Sciences, Yunnan Normal University, Kunming 650092, China)

Abstract :Cyclodextrin glucanotransferase (CGTase ) is an important industrial enzyme used to produce cyclodextrin. Dueto the extraordinary structure of cyclodextrin, it has been widely applied in food, pharmaceutical, chemical, agricultural andenvironmental industries. The present review attempts to summarize the reported data concerning the source, characteristics,mechanism, screening and the molecular biology of the enzyme.

Key words:cyclodextrin glucanotransferase;cyclodextrin;characteristics;mechanisms;screening;molecular biology中图分类号:TS201.25 文献标识码:A 文章编号:1002-6630(2007)11-0600-05

收稿日期:2006-07-21

基金项目:云南省自然科学基金项目(2005C0018Q);云南省教育厅基金项目(04J784B)作者简介:许波(1979-),女,助教,研究方向为基因工程和酶工程。

环状糊精(cyclodextrin,CD)是由D-吡喃葡萄糖基以α-1,4葡萄糖苷键连接成环构成的环形低聚糖,根据

组成葡萄糖基个数不同,分别叫做α-、β-、γ-环状糊精(葡萄糖基的个数分别为6、7、8)。CD分子具有中空的圆筒状结构,内部疏水、外部亲水,可将许多化学物质包接在其环形空隙里,从而改变这些被包接物质的溶解度、挥发性及化学反应性能等理化性质,因而在食品、医药、化学、农业、分析化学以及环保等领域有着广泛的应用[1]。

环状糊精葡萄糖基转移酶(cyclodextringlucanotransferase,CGTase,E.C.2.4.1.19)是催化淀粉、糖原、麦芽寡聚糖等葡萄糖聚合物合成CD的酶,至今已从数十种微生物中分离得到。由于环状糊精有着广泛的应用前景,近年来对CGTase产生菌的筛选、酶的性质、作用机理以及分子生物学等方面的研究工作取得了较大进展,现将有关研究情况综述如下。1

环状糊精葡萄糖基转移酶的来源和性质

环状糊精葡萄糖基转移酶于1891年被Villlerg所发现,1939年被Tilem和Hudson所证实,并命名为环状

糊精糖基转移酶,或称环状淀粉转移酶[2]。到目前为止,放线菌和很多细菌都被证实能产生CGTase[3-4]。其中能产生CGTase的细菌主要有五类[3]:第一类是好氧、嗜温细菌,如Bacillus macerans,B.megaterium、B.cereus、B.ohbensis、Klebsiella pneumoniae、K.oxytoca、Micrococcus luteus等;第二类是好氧、嗜热细菌如B. stearothermophilus;第三类是厌氧、嗜热细菌如Thermoanaerobacterium thermosulfurigenes;第四类是好氧、嗜碱细菌,如B.circulans,Bacillus sp.AL-67等;第五类是好氧、嗜盐细菌如B.halophilus。不同来源的CGTase性质差异很大,现将部分细菌所产的CGTase的性质比较如下(表1)。2

环状糊精葡萄糖基转移酶的作用机理

研究表明,CGTase主要催化的转糖基反应通常包括了以下四种作用方式[20]:①环化作用:是由CGTase所催化的特有反应,α-(1→4)葡聚糖分子通过分子内糖基转移反应生成CD。反应一般从α-(1→4)葡聚糖的非还原性末端开始,并受SDS、Triton等界面活性剂影响,所生成的CD种类,要由界面活性剂的疏水性基的

大小而定。②偶合作用:是环化作用的逆反应,打开

CD的环,把它结合到葡萄糖和麦芽糖等受体上,其中二糖被认为是最为有效的受体糖。③歧化作用:直链寡糖分子间进行糖基转移的作用,生成重合度不同的各种糖分子。④水解作用:其水解速度一般为环化反应速度的万分之十五左右。

总之,人们认为以直链淀粉为底物,由CGTase催化形成CD的过程是一种外反应。由CGTase识别葡聚糖链非还原性末端的6~8个吡喃葡萄糖单元,攻击相邻的“1、4”键[7],并将还原性末端转移到中间体非还原性末端的C4位置上,从而生成CD6、CD7、CD8[21-22]。然而最近的研究结果表明,CGTase更有可能攻击直链淀粉分子中的任何“α-1,4”键,然后将寡糖上新形成的还原性末端转移到自己的非还原性末端上[23]。3

环状糊精葡萄糖基转移酶的筛选

CGTase催化底物淀粉所形成的CD,能通过与客体分子形成包合物而进行检测,通常根据以下性质来筛选能产生CGTase的微生物。3.1

根据淀粉水解活性直接筛选

由于CGTase具有催化淀粉水解的作用,因此可以利用含有淀粉的筛选平板来培养微生物,挑取能在筛选平板上形成透明圈的菌落,液体发酵后检测其形成CD的情况。3.2

利用染料进行筛选

当CD包接染料分子形成复合物后,其吸收光谱会发生变化。例如碱性条件下酚酞能与CD7形成复合物而导致550nm下的光吸收值下降[24],酸性条件下溴甲酚能与CD8形成复合物[25],而甲基橙能在中性条件下与CD6包接而改变颜色

[26]

。因此,当培养基或平板中含有这

来源

最适pH最适温度(℃)

pH稳定范围

温度稳定范围(℃)

主要产物

参考文献

Bacillus macerans ATCC 85146.1~6.260/加Ca2+

 50

/[5]Bacillus macerans IFO 34905.0~5.7558.0~10.030~60α-CD[2]Bacillus macerans IAM 12436.0606.0~9.5加Ca2+

 50

α-CD[6]Bacillus megaterrium No.55.0~5.7557.0~10.0

55β-CD[7]Bacillus cereus NCIMB 131235.040//α-CD[8]Bacillus ohbensis sp. nov. C-14005.055//β-CD[9]Bacillus licheniformis CLS 4036.0556.0~7.5加Ca2+ 55

α-CD[10]Klebsiella pneumoniae AS-225.5~9.035~506.0~9.0加Ca2+

 40

α-CD[11]B.stearothermophilus SE-4

6.0755.5~9.5

70

α-CD[12]Thermoanaerobacterium thermosulfurigenes EM1

4.5~7.080~85/加Ca2+ 和淀粉 90

α-CD[13]Bacillus sp. AL-6 (alkalophilic strain)7.0~10.0605.0~8.040γ-CD[14]Bacillus sp. INMIA-A/7 (alkalophilic strain)6.0505.5~10.0

55β-CD[15]Bacillus cirulans var. alkalo-philus ATCC 21783

4.5~4.745/60β-CD[16-17]Alkalophilic Bacillus sp.7-125.0606.0~10.070/[18]Bacillus halophilus INMIA 3849

7.0

60~62

5.0~9.5

50

β-CD

[19]

表1 不同来源CGTase 的性质

Table 1 Different origin CGTase's characters

些染料时,可以通过观察培养基或平板是否发生颜色变化来判断微生物能否产生相应的CGTase。然而,由于指示反应特异性不强,因此会有假阳性结果的出现。3.3

染料分离方法和仪器分析相结合进行筛选通过在筛选平板中加入染料筛选到能产生CGTase的微生物后,可以利用毛细管电泳[27]、高效阴离子交换层析和脉冲电流检测[23]等手段来对其培养液进行分析,以对CD6、CD7、CD8和其他大环CDs进行鉴定和定量检测。4环状糊精葡萄糖基转移酶的分子生物学研究4.1

CGTase的遗传修饰

对酶进行详细结构分析的基础上,人们在对CGTase进行遗传修饰,以改变该酶所催化形成的环糊精产品的特异性方面做了很多研究工作。位于酶活性中心优势位置的Tyr195,被认为是与CGTase产品特异性密切相关的一个重要氨基酸残基,然而通过分别对B.ohbensis[28]和B.circulans 8[29-30]来源的CGTase上Tyr188和 Tyr195进行的遗传修饰并没能完全证实这一假设。

通过对各种来源CGTase氨基酸系列的详细比对和分析表明, subsite-7上的一个重要区域(145~152)可能涉及产品的特异性,而γ-CGTase则完全缺失这部分区域[31]。在CGTase的145~152氨基酸序列中,一个Asp残基的突变会导致其催化产物中CD8的增加[30]。可能与CGTase产品特异性有关的第二个区域是subsite-3,将来自B.ohbensis 251CGTase上的Tyr89突变为Asp会导致产品中CD6量的变化[32]。但是,当Alkalophilic Bacillussp.1-5来源的CGTase Tyr89突变为Ser后对CD产品并没有影响,而Tyr89突变为Phe则会导致产品中CD7增加,Asn94突变为Ser会使产品中CD6的比例增加[33]。

最近的研究表明,基因修饰可以改变CGTase的催化特异性,使其转移酶活性转变为水解酶活性。Leemhuis等人通过对B.circulans 250来源的CGTase上的Phe260的几次突变,可以使该酶的水解活性增加3~4倍[34]。由B.stearothermophilus ET1所获得的CGTase突变菌株F255I,酶的水解活性比野生型菌株提高了2倍[35]。其中,变化最大的是突变株A230v所产生的CGTase,其水解活性比野生型提高了90倍[36]。4.2

CGTase基因的克隆与表达

从1986年至今,已有30多个菌种的CGTase基因被克隆,其中部分菌株的CGTase基因以及氨基酸序列都已发表,并实现了异源表达(见表2)。

在遗传工程方法育种方面,基因克隆及其高表达是筛选高产菌种的一个途径。Kenji Kimura将克隆到的β-CGTase基因通过pUB110转入枯草杆菌B.subtilis 207-25,研究了该基因在枯草杆菌中的表达,结果未得到高表达[37]。1990年,唐上华等人报道了嗜碱性芽孢杆菌N-227 β-CGTase基因的克隆及其在E.coli中的表达工作[40]。β-CGTase基因在E.coli中可稳定地得到表达,菌株的糊精化酶活性一般在1800U/ml左右,但该酶基因转入枯草杆菌后,β-CGTase基因表达量却很低,糊精化酶活性仅几百单位,而且质粒不稳定。近年来一种新的基因整合的方法得到了人们的关注,1995年,唐上华等人报道了嗜碱性芽孢杆菌N-227 β-CGTase基因整合至枯草杆菌染色体上后,又通过反复地随机整合及不断提高菌株对氯霉素的耐受能力,扩增基因拷贝数,最终选到产β-CGTase能力达13000U/ml的优良菌株[50]。5

结 语

近年来,随着生物技术的不断发展,以淀粉为原

料、利用CGTase生产CD,不仅可以充分利用我国丰富的淀粉资源,同时还可以减少环境污染和节约能源,

因此受到人们的广泛关注。CGTase作为酶法生产CD过程中最重要的酶,是提高CD质量、降低CD生产成本的关键。因此,国内外学者已开展了大量分离、筛选产CGTase的微生物,CGTase的分离纯化、理化性质及其作用机制等的研究,并通过基因工程手段克隆得到CGTase基因,测出其基因编码序列,分别在E.coli、B.subtilis等中得到活性表达。

但是,CGTase的表达量不高,而且研究对象有限,主要集中在芽孢杆菌属,并以胞外酶的研究为主,对胞内酶的研究甚少。因此,为开发出适合于工业化生产CD的CGTase,在今后的研究中我们应该进一步筛选耐热、高产、专一的CGTase产生菌,进行CGTase的分离、提纯和固定化研究,并通过基因调控进一步提高CGTase的表达量。为进一步扩大CD的生产和应用,使CD服务于国民经济建设奠定坚实的基础。

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713

79593

E.coli

[49]

表2 不同来源的CGTase 基因的克隆与表达

Table 2 Different origin CGTase's cloning and expression

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收稿日期:2006-07-14

基金项目:上海市科委技术标准专项(05dz05009)

作者简介:刘国艳(1970-),女,副教授,博士,研究方向为食品安全检测与系统控制。

食品中对位红等禁用偶氮染料

检测方法研究进展

刘国艳1,柴春彦1,葛 宇2,孙耀辉1

(1.上海交通大学农业与生物学院,上海 201101;2.国家食品质量监督检验中心,上海 200233)摘 要:本文就当前国内外食品中对位红等禁用偶氮染料使用现状及危害、禁用偶氮染料检测技术进展及发展趋势情况作一综述,为食品安全监督检测提供参考。关键词:对位红;禁用偶氮染料;检测方法

Progression in Detecting Methods for Banned Azo-dye in Food

LIU Guo-yan1,CHAI Chun-yan1,GE-yu2,SUN Yao-hui1

(1.School of Agriculture and Biology, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 201101, China;

2.National Food Quality Supervision and Inspection Center, Shanghai 200233, China)

Abstract :The status of misusing banned azo-dye such as para-red was reviewed as well as the progression in detectingmethods for azo-dye in food in order to provide references for monitoring food safety.Key words:para-red;banned azo-dye;detecting method

中图分类号:R155.51 文献标识码:A 文章编号:1002-6630(2007)11-0604-04

偶氮染料(AZO)是指包含一个或一个以上的偶氮键(-N=N-),而与其连接部分至少含有一个芳香族结构的染

料。目前世界市场上三分之二左右的合成染料是以偶氮化学为基础制成的,即约三分之二的合成染料是偶氮染料,大约有2000多个品种近60多万吨年产量[1]。由于该类染料具有色谱齐全,色光良好、着色牢度强、可

任意拼色、性质稳定及价格低廉等优点等被广泛应用于纺织品及皮革制品的染色和印花中。纺织品中的有害偶氮染料在一定条件下,将分解还原出不同的芳香胺类,其中有20多种芳香胺类与人体正常代谢产物混合后,能形成致癌的芳香胺化合物而再被人体吸收,对人类健康造成很大的危害。当前已知的23种芳香胺可用来合成几

糖基转移酶的研究概述

糖基转移酶的研究概述 邓传怀 (河北大学生命科学学院2012生物技术中国保定071000) 摘要糖基转移酶在生物体内催化活化的糖连接到不同的受体分子,如蛋白、核酸、寡糖、脂上,糖基化的产物具有很多生物学功能并具有高度的底物专一性。本文综述了糖基转移酶的种类、功能、特性及其在组合生物合成中的应用与研究前景。 关键词糖基转移酶结构功能应用 Outline about research of glycosyltransferases Deng Chuanhuai ( College of Life Sciences , Biotechnology 2012, Hebei University , Baoding ) Abstract Glycosyltransferase catalyzing the biosynthesis of the sugar attached to different activated receptor molecules, such as proteins, nucleic acids, oligosaccharides, the lipid glycosylation product has many biological functions with a high degree of substrate specificity[1]. In glycosylation project, carried out by enzymatic protein glycosylation and important means of natural glycosylated glycoproteins to study the structure and function of glycoproteins[2].This article provides anoverview of the categories, functions, characteristics of Gtfs, their app lications in combinatorial biosynthesis, and the p rospects for research. Key Words Glycosyltransferase Structure and Function Application 糖基转移酶是广泛存在于内质网和高尔基体内的一大类酶类[3],参与体内重要的活性物质如糖蛋白和糖脂中糖链的合成。其作用是把相应的活性供体(通常是二磷酸核苷NDP-糖)

生物化学 第一章 糖

第一章糖类化学 一:填空题 1.糖类是具有________________结构的一大类化合物。根据其分子大小可分为________________、 ________________和________________三大类。 2.判断一个糖的D-型和L-型是以________________碳原子上羟基的位置作依据。 3.糖类物质的主要生物学作用为(1)________________(2)________________(3)________________。 4.糖苷是指糖的________________和醇、酚等化合物失水而形成的缩醛(或缩酮)等形式的化合物。 5.蔗糖是由一分子________________和一分子________________组成,它们之间通过________________糖苷键相连。 6.麦芽糖是由两分子________________组成,它们之间通过________________糖苷键相连。 7.乳糖是由一分子________________和一分子________________组成,它们之间通过________________糖苷键相连。 8.糖原和支链淀粉结构上很相似,都由许多________________组成,它们之间通过________________和 ________________两种糖苷键相连。两者在结构上的主要差别在于糖原分子比支链淀粉________________、________________和________________。 9.纤维素是由________________组成,它们之间通过________________糖苷键相连。 10.多糖的构象大致可分为________________、________________、________________和 ________________四种类型,决定其构象的主要因素是________________。 11.直链淀粉的构象为________________,纤维素的构象为________________。 12.人血液中含量最丰富的糖是________________,肝脏中含量最丰富的糖是________________,肌肉 中含量最丰富的糖是________________。 13.糖胺聚糖是一类含________________和________________的杂多糖,其代表性化合物有 ________________、________________和________________等。 14.肽聚糖的基本结构是以________________与________________组成的多糖链为骨干,并与 ________________肽连接而成的杂多糖。 15.常用定量测定还原糖的试剂为________________试剂和________________试剂。 16.蛋白聚糖是由________________和________________共价结合形成的复合物。 17.自然界较重要的乙酰氨基糖有________________、________________和________________。 18.鉴别糖的普通方法为________________试验。 19.脂多糖一般由________________、________________和________________三部分组成。 20.糖肽的主要连接键有________________和________________。 21.直链淀粉遇碘呈________________色,支链淀粉遇碘呈________________色,糖原遇碘呈 ________________色。 二:是非题 1.[ ]D-葡萄糖的对映体为L-葡萄糖,后者存在于自然界。 2.[ ]人体不仅能利用D-葡萄糖而且能利用L-葡萄糖。 3.[ ]同一种单糖的α-型和β-型是对映体。 4.[ ]糖的变旋现象是由于糖在溶液中起了化学作用。 5.[ ]糖的变旋现象是指糖溶液放置后,旋光方向从右旋变成左旋或从左旋变成右旋。 6.[ ]由于酮类无还原性,所以酮糖亦无还原性。 7.[ ]果糖是左旋的,因此它属于L-构型。 8.[ ]D-葡萄糖,D-甘露糖和D-果糖生成同一种糖脎。

α-葡萄糖苷酶(α-Glucosidase)使用说明

α-葡萄糖苷酶(α-Glucosidase)使用说明 货号:G8820 规格:1g/5g 级别:BR 其他名称:α-D-葡萄糖苷酶;α-葡糖苷酶 CAS号:9001-42-7 提取来源:黑曲霉 产品简介: α-葡萄糖苷酶(α-Glucosidase,EC 3.2.1.20)又被称为α-葡萄糖苷水解酶或葡萄糖基转移酶(GTase),是一种α-D-葡萄糖苷酶。它可以从低聚糖类底物的非还原末端切开α-1,4-糖苷键释放出葡萄糖,或将游离的葡萄糖残基转移到另一糖类底物形成α-1,6-糖苷键,从而得到非发酵性的低聚糖。α-葡萄糖苷酶来源广泛,在人体糖原的降解和动植物、微生物的糖类代谢方面具有重要的生理功能。α-葡萄糖苷酶广泛应用于食品和发酵工业、化学工业以及医学应用等行业。 酶活定义: 每小时产生1μg葡萄糖所需的酶量定义为一个α-葡萄糖苷酶活力单位。 酶活检测方法:参见QB2525-2001。 产品特性: 酶活力:300000U/g 最适作用温度:50℃,合适的作用温度:50-55℃。 最适作用pH:5.0,合适的作用pH:4.8-5.4。

外观:淡白色粉末或淡黄色液体,分子量约为68.5KD,无臭无味,溶于水,不溶于乙醚和乙醇。 用途: 生化研究。能水解葡萄糖苷(Glucoside)成葡萄糖和其他组成物质,是一种具有生物催化剂功能的蛋白质。本产品的建议添加量为800U/g干物质,根据实际情况改变添加量。 抑制剂: 铜、钛、钴等金属离子对本品有一定的影响。铅、铝、锌等金属离子对本品有较强的抑制作用。 贮存: 建议密封储藏于干燥、低温的环境中(≤25℃),最好在冷藏条件下(4-8℃)储藏。25℃以下,液体可以储存3个月,保质期内酶活不会降低于产品标示的活力;4℃以下,可较长时间储存。

鼠李糖脂资料

表面活性剂综述 皂素(saponin) 烷基多苷(Alkyl polyglucosides) 表面活性剂: 表面活性剂是一类集亲水基和憎水基于一体,可显著降低溶剂的表面张力或液一液界面张力的一类化合物。其分子结构一般包括长链疏水基团和亲水性离子基团或极性基团两个部分。通常,表面活性剂分子的两个部分的基团是不对称的。此种结构上的两亲特点,决定了表面活性剂的许多物理化学性质,是产生表面活性的内在原因。 不仅具有很高的活性,即在水中加入很少量就能使水的表面张力大幅度地降低,而且还具有独特的渗透;润湿和反润湿(防水、防油);乳化和破乳:发泡和消泡;洗涤、分散与絮凝,抗静电,润滑和加溶等应用性能。从广义上讲,可将表面活性剂称为这样一类物质即在加入很少量时就能明显改变体系的界面性质和状态的物质。 表面活性剂的化学结构特点: 表面活性剂是由性质不同的两部份组成。一部份是由疏水亲油的碳氢链组成的非极性基团,另一部份为亲水疏油的极性基。这两部份分别处于表面活性剂分子的两端,为不对称结构。因此表面活性剂分子结构的特性是一种既亲油又亲水的两亲分子。它不仅能防止油水相排斥,而且具有把两相连接起来的功能。 表面活性剂的分类:

按表面活性剂有水溶液中能否解离,分为离子型与非离子型表面活性剂。而离子型表面活性剂又按产生电荷的性质分为阴离子、阳离子型和两性离子型; 按表面活性剂在水和油中的溶解性可分为水溶性和油溶性表面活性剂;前者占多数,但后者日益重要,只是其品种不多。 按分子量分类,可将分子量大于104者称为高分子表面活性剂,在103一104称为中分子量表面活性剂及分子量大于102一103者称为低分子量表面活性剂。 还有按表面活性剂的功能来进行分类的。有表面张力降低剂、渗透剂、润湿剂、乳化剂、增溶剂、消泡剂等。 表面活性剂的性质: 表面活性剂的两亲特性使其能定向地吸附于两相界面上,亲水基一端朝向水相,疏水基一端朝向油相,从而降低了水溶液的表面张力或油水界面张力。表面活性剂在界面上吸附越多,界面张力降低得越多。表面活性剂在溶液表面的吸附量随溶液浓度增大而增多,当表面活性剂浓度达到或超过某一数值后,表面吸附量不再增加。此时溶液中的表面活性剂分子会从单体缔合为胶态聚集物,即形成胶束。胶束内部是由表面活性剂憎水基形成的疏水性内核;胶束外部是由亲水基组成的外壳。表面活性剂在溶液中形成胶束时的浓度称为临界胶束浓度(Critical micellar concenrtation,CMC)。CMC可作为表面活性剂的表面活性的一个量度。CMC越小,则表示此种表面活性剂形成胶团所需浓度越低,因而,改变表/界面性质,起到乳化、增溶等作用所需的浓度也就越低。表面活性剂在固一液界面上的吸附作用,如土壤一水或故态有机物一水界面,同样可降低固一液界面张力,促进有机污染物分子脱离固体表面。 当表面活性剂达到一定浓度后,活性剂分子形成球状、层状或棒状的聚集体,它们的亲油基团彼此靠在一起,而亲水基团向外伸向水相,这样的聚集体叫做胶束。能够形成胶束的最低表面活性剂浓度叫做临界胶束浓度,简称cMc。 表面活性剂的水溶液当表面活性剂浓度超过临界胶束浓度(CMC)时,能使不溶或微溶于水的有机化合物的溶解度显著提高的现象称之为表面活性剂的增溶作用。 水溶液中表面活性剂的存在能使不溶或微溶于水的有机化合物的溶解度显著增加,此即表面活性剂的增溶作用。 增溶作用为一胶团现象,与表面活性剂在溶液中形成胶团有密切关系。胶束具有疏水性的微环境,对有机物的增溶作用显著,可大大提高憎水性有机物在水相的表观溶解度。表面活性剂的增溶作用与表面活性剂的结构、被增溶物的结构密切相关。另外,溶液中所存在的有机添加物和无机盐以及温度等环境因素也会对增溶作用具有明显影响。表面活性剂对难溶性有机污染物的增溶作用受表面活性剂的种类和浓度、胶束的结构、有机物的性质、表面活性剂的HLB值、无机电解质、环境温度、共存有机物等因素的影响。 增溶作用的特点: 1)只有在表面活性剂浓度高于CMC时增溶作用才明显表现出来,也就是微溶物溶解度的增加是由于胶团的形成,表面活性剂浓度越大(>CMC),胶团形成的越多,微溶物也就溶解得越多。 2)增溶作用不同于水溶助长作用。水溶助长作用是使用混合溶剂来增大溶解度,以苯为例,大量乙醇(或乙酸)的加入会使苯在水中的溶解度大大增加,这称之为水溶助长作用。其原因在于:相当大量的乙醇(或乙酸)的加入大大改变了溶剂的性质,而在增溶作用中,表面活性剂的用量相当少,溶剂性质也无明显变化。

糖生物学_植物糖基转移酶研究进展

期末考核 课程:Glycobiology 植物糖基转移酶研究进展 :*** 学号:*** 班级:*** 时间:****

植物糖基转移酶研究进展 摘要:糖基转移酶一类是能够催化糖基从激活的供体转移到特定的受体分子上的一类酶,在生物体中普遍存在并形成了超基因家族。糖基转移酶广泛参与植物生命活动的各种生物学过程。本文综述了近年来的研究报道,综述了糖基转移酶的分类、分离鉴定方法及在生物学功能方面的研究进展,期望为相关研究工作提供参考。 关键词:植物糖基转移酶,分类,分离鉴定,生物学功能 糖基转移酶(Glycosyltransferases,GT,EC 2.4.x.y)是一类催化糖基转移的酶,通过产生糖苷键将供体糖分子或相关基团转移至特异的受体上。糖基转移酶几乎存在于所有的生物体中,其所催化的糖基化反应是最重要的生物学反应之一,直接参与二糖、单糖苷、聚糖苷等的生物合成。糖基供体分子包括双糖、多糖、1-磷酸糖、尿苷二磷酸葡萄糖醛酸,植物中最常见的供体为UDP-Glc。受体可以是糖类、脂类、蛋白质、抗生素和核酸。糖基转移酶催化供体-受体形成α、β两种糖苷键,产物为多糖、糖蛋白、糖脂以及糖苷化合物等。全基因组测序发现真核生物中约1%的基因编码糖基转酶。 1糖基转移酶的分类 目前,对糖基转移酶的分类主要根据Campbell等提出的GT Family 分类系统(数据收录在CAZy数据库中)。糖基转移酶作为高度分歧的多源基因家族,根据蛋白氨基酸序列的一致性、催化特性以及保守序列对其进行分类。因此,一特定的糖基转移酶既可以通过生物化学的方法鉴定其底物,也可以通过生物信息学方法研究其与已知酶基因或酶蛋白氨基酸序列的同源性对其进行分类。目前,依据这种分类方法,糖基转移酶被分为94个家族。根据其的折叠方式可将绝大多数酶分为两个超家族,GT-A超家族和GT-B超家族(图1)。根据催化反应机制、产物的立体化学异构性,在这两个超家族中糖基转移酶又分为反向型和保留型两大类(图2)。 GT-A型折叠的空间结构有两个紧密相连的β/α/β类Rossmann折叠区域。GT-A家族成员需要一个D-X-D基序用来结合二价金金属离子(多为Mn2+),这有助于UDP-糖供体的PPi在酶活性位点上的固定,对于催化反应是不可或缺的。GT-A难以识别UDP-糖供体以外的供体,所以受体的多样性较低。GT-B型折叠的空间含有两个正对的β/α/β类Rossmann折叠区域,连接方式灵活。GT-B成员无需二价金属离子维持活性,这是GT-B与GT-A家族成员的一个显著区别。此外,通过结构分析和PSI-BLAST发现了由跨膜GT组成GT-C超家族,其折叠方式全为反向型,活性位点位于长环部,一般含有8-13个跨膜螺旋。

糖生物学研究进展

糖生物学研究进展 张文辉 (单位:航天医学工程研究所 学号:w24013 E-mail:pangzizhang503@https://www.360docs.net/doc/5c14814598.html,)摘要:本文主要介绍了糖化学和生物学相结合产生的新学科-糖生物学的概况,主要研究内容、特点及在医学领域中研究动向。 关键词:糖生物学,研究内容,动向。 糖生物学是糖的化学和生物学研究相结合而产生的一门新兴学科,主要研究糖缀合物糖链的结构生物合成和生物学功能,其研究领域包括糖化学、糖链生物合成、糖链在复杂生物系统中的功能和糖链操作技术.糖生物学一经提出,便得到了科学界的广泛认同,并在西方发达国家受到高度重视,在即将到来的后基因组学时代,糖生物学研究更是揭示生命本质所不可缺少的重要方面.已知糖链在细胞内可修饰调控蛋白质、脂类的结构与功能,在细胞外环境参与免疫应答、感染和癌症等过程中的细胞识别但对其作用机制还不完全清楚.近10年来,随着分析技术的进步和分子生物学的发展,糖的研究也取得的了巨大进展,糖生物学研究正成为生命科学研究中又一新的前沿和热点. 糖生物学研究内容: 糖生物学以生物大分子的组成部分糖链为研究对象,研究它作为信息分子在多细胞生物高层次生命活动中的功能,主要包括糖链的结构和功能两个方面的内容。糖链的结构具有惊人的多样性、复杂性和微观不均一性,其一级结构的内容不仅包括各糖基的排列顺序,还包括各糖基的环化形式、各糖基本身异头体的构 型、各糖基间的连接方式以及分支结构的位点和分支糖链的结构。6种单糖形成带分支的六糖有1012异构体。糖链结构的复杂性给糖链的研究带来了很大的困难,同时也使它能携带巨大的生物信息。实际上,糖链的种间特异性、组织特异性以及发育特异性都很强,并且都来源于糖基转移酶不同时间和不同空间的表达。因此,糖基转移酶的研究已成为了当前糖生物学的研究重点。糖复合物中糖链的功能多种多样,如从空间上调节糖复合物的整体结构,保护多肽链不被蛋白酶水解,防止与抗体识别等。近年来的研究表明:糖链作为信息分子涉及多细胞生命的全部空间和时间过程,如精卵识别、组织器官形态形成、老化、癌变等,在血液和淋巴循环中,起着动态的更为灵敏的信号识别和调控作用,涉及到多种严重疾病的发生过程,如炎症和自身免疫病等。关于糖链的生物学作用,有如下一般规则:1)很难预知某一特定的糖链的功能和对生物体的重要性;2)同一寡糖序列在生物体的不同部位和不同的个体发育阶段有不同的功能;3)较为专一的生物作用通常是通过不寻常的序列或常见序列的不寻常表达或修饰来介导的,而这些特殊的糖链也常是毒素和病原体的识别目标。归根结底,糖链的共同特点是介导专一的“识别”和“调控”生物学的过程,因此对糖链的生物学作用也只能逐个地分别研究。当前,糖生物学研究得最多的仍然是糖蛋白。在糖蛋白中,糖链对蛋白质的功能起修饰作用,它通过影响蛋白质的整体构象从而影响由构象决定的所有功能,如蛋白质的正确折叠、细胞内定位、抗原性、细胞-细胞黏附和结合病原体等。在糖脂中人们已经证明了血型的决定物质是糖链,在神经组织及脑中更是存在大量的糖脂,但它们的生理意义至今仍了解得不多。蛋白聚糖主要有维持或抑制细胞生长以及在正常发育和病理条件下结合、贮存及向靶细胞释放生长因子和参与信号转导等作用。细胞表面糖复合物上的糖链是信息功能的承担者,承担着细胞-细胞和细胞-胞外基质的相互作用。[1]

糖生物学论文 糖基转移酶与糖基转移酶抑制剂

糖基转移酶与糖基转移酶抑制剂 摘要:糖基转移酶在生物体内催化活化的糖连接到不同的受体分子,如蛋白、核酸、寡糖、脂和小分子上,糖基化的产物具有很多生物学功能。其是糖蛋白、糖脂中糖链生物合成的关键酶之一。与此同时,对糖基化抑制剂的研究也是必要的。两者在治疗一些因为糖基转移酶非正常表达引起的疾病有很大作用。 关键词:糖基转移酶;糖基化;糖基化抑制剂 前言:糖基转移酶是广泛存在于内质网和高尔基体内的一大类酶,参与体内重要生物活性物质如糖蛋白和糖脂中糖链的合成,其作用是把相应的活性供体(通常是二磷酸核苷NDP-糖)的单糖部分转移至糖、蛋白质、脂类和核酸等,完成后者的糖基化加工,实现其生物学功能。因此糖基转移酶的表达和活性的变化与许多疾病联系在一起,并可作为某些疾病的诊断标志,如α-1,3-半乳糖基转移酶活性在体内的再现会引发自身免疫反应,导致类风湿,并在器官异体移植中引起排斥反应;N-乙酰氨基葡萄糖基转移酶、岩藻糖基转移酶等在成熟细胞中活性的明显升高被视为肿瘤发生的重要标志,并且被认为是肿瘤迁移恶化的重要原因。因此设计合成糖基转移酶抑制剂,对于寻找抗肿瘤、抗免疫系统等新药研究有重要意义。 1 糖基转移酶的存在 糖蛋白是通过蛋白质的糖基化组装实现的,而糖基化过程则通过多种糖基转移酶完成——在肽链合成的同时或合成后,在糖基转移酶的催化下,糖链被连接到肽链的特定糖基化位点上。糖基转移酶具有高度的底物专一性,即同时对糖基的供体和受体具有专一性。对糖基转移酶进行研究,是糖基化研究的第1步。目前已对多种糖基转移酶的结构以及编码它们的基因研究清楚,并认为糖链的合成没有特定的模板,而是通过糖基转移酶将糖基由其供体转移到受体上。糖链可以认为是基因的次级产物,一个基因编码一个糖基转移酶,一个糖基转移酶专一地催化一个糖苷键的合成;这样一条糖链的合成就需要一个多酶系统,也就对应了一个基因组。下文简要介绍几类重要的糖基转移酶。 1.1 N-乙酰氨基葡萄糖转移酶(N-acetylglucosa-minyl-transferase,Gnt) 糖蛋白中糖链通过还原端的N-乙酰氨基葡萄糖以β-1,4糖苷键与蛋白质肽链上Asn-XXX-Ser/Thr序列(XXX为除脯氨酸以外的氨基酸)中Asn残基上的氨基(-NH2)相连,被称为N-糖链。真核细胞中N-糖链的合成途径高度保守,其第1步合成由GnT完成。1999年, Strasser等依据动物GnT保守区序列设计简并引物,从烟草文库中分离到编码GnT的基因GnTI,这也是植物中第1个被鉴定的GnT基因。随后利用同样的方法从拟南芥、马铃薯中分离和鉴定出一系列GnT基因, 这些基因与动物GnT基因均有较高的序列相似性。后续研究发现

综述

海洋藻类碳水化合物活性酶数据库及研究进展1.前言 海洋藻类生产全球约一半的初级产物,其中海洋藻类产生的海藻多糖越来越受关注。海洋中的异养微生物能将大分子的海藻多糖降解成小分子物质。这是地球上最大最快的分解代谢场所,也是碳循环中将光合作用固定的碳返还给大气中的重要途径。而且,海洋也是全球的消化池,海洋表层水(0-100m)中大部分有机物都微生物被利用。这一现象对于海洋健康和海洋气候调节至关重要,但微生物是怎样参与这一转化过程,尤其是在分子水平上并不清楚。例如,海洋基因组和宏基因组库中的基因比陆生植物中的基因表达出多了20%的未知结构和功能的假定蛋白或“孤儿”蛋白。无数与藻类有关的微生物中所含未开发的酶,如有糖苷水解酶(GH)和多糖裂解酶(PL)都参与重要的代谢途径,其特征为海洋碳循环提供新理论依据。 碳水化合物活性酶(Carbohydrate-Active enZymes, CAZy)是一大类很重要的酶,分为糖苷水解酶类、糖基转移酶类、多糖裂解酶类以及糖酯酶类,具有降解、修饰及生成糖苷键的功能。碳水化合物活性酶数据库是由碳水化合物活性酶(CAZymes) 组成,根据在蛋白家族中有共同的前体,目

前分为133个GH家族,33个PL家族。近些年对海藻多糖降解酶研究越来越多。第一个获得三维立体结构的酶是k-卡拉胶酶,该酶是从能利用含卡拉胶培养基的海洋细菌Pseudoalteromonas carrageenovora中分离获得。该酶属于庞大的GH16家族成员,该家族中有陆生酶和海洋酶。目前已鉴定海藻多糖水解酶分别在GH和PL家族中,β-琼胶酶在GH50,GH86,GH118中,i-卡拉胶酶在GH82,α-琼胶酶在GH96,GH117中,海藻酸盐裂解酶在PL7,PL15,PL17中。 随着降解海藻多糖的已知和假定酶愈来愈受关注,弄清酶的特异性、酶识别海藻多糖结构的分子学基础、酶切割海藻多糖糖苷键的生化基础等问题非常重要,有助于理解微生物是如何利用数亿吨海藻多糖,也可预测未来海洋系统的变化。更重要的是,这一研究为产生具有治疗效果的寡糖的提供工具,为利用藻类作为原料进行再生产增加催化剂。 2.海洋藻类降解酶在生物提炼方面的应用 海洋藻类是代替陆生植物最具前景的原料。藻类生长快、不占耕地,而且藻类细胞壁多糖形成凝胶后,比纤维素更易被酶水解。海藻细胞壁含40%多糖,根据海藻类型不同海藻多糖的成分分为琼脂糖、紫菜聚糖、海藻酸盐、石莼多糖等,大部分都能形成水凝胶。最近,从Vibrio splendidus 12B01中获得的降解海藻酸盐酶基因成功导入到大肠杆菌中

酶的EC编号

酶的EC编号 EC1:氧化还原酶EC2:转移酶EC3:水解酶 EC4:裂合酶EC5:异构酶EC6:连接酶 EC1:氧化还原酶 EC1.1:作用在给体的CH-OH上 EC1.1.1:以NAD+或NADP+为受体 EC1.1.1.1:醇脱氢酶 EC1.2:作用在给体的醛基或氧桥上 EC1.2.1:以NAD+或NADP+为受体 EC1.2.1.1:(已删除,以EC1.1.1.284和EC4.4.1.22 代替)EC1.3:作用在给体的CH-CH上 EC1.3.1:以NAD+或NADP+为受体 EC1.3.1.1:二氢尿嘧啶脱氢酶(NAD+) EC1.4:作用在给体的CH-NH2上 EC1.4.1:以NAD+或NADP+为受体 EC1.4.1.1:丙氨酸脱氢酶 EC1.5:作用在给体的CH-NH上 EC1.5.1:以NAD+或NADP+为受体 EC1.5.1.1:吡咯啉-2-羧酸还原酶 EC1.6:作用在NADH或NADPH上 EC1.6.1:以NAD+或NADP+为受体 EC1.6.1.1:NAD(P)+转氢酶(B) EC1.6.1.2:NAD(P)+转氢酶(AB) EC1.7:以其他含氮化合物为给体 EC1.7.1:以NAD+或NADP+为受体 EC1.7.1.1:硝酸还原酶(NADH+) EC1.8:作用在给体的硫族上 EC1.8.1:以NAD+或NADP+为受体 EC1.8.1.1:半胱胺脱氢酶(已删除。) EC1.9:作用在给体的血红素上 EC1.9.3:以氧为受体 EC1.9.3.1:细胞色素C氧化酶 EC1.10:以联苯酚及其相关化合物为给体 EC1.10.1:以NAD+或NADP+为受体 EC1.10.1.1:顺-苊-1,2-二醇脱氢酶

糖基转移酶酶活测定方法

Analysis of glk 12,15 葡萄糖通过葡萄糖激酶的ATP依赖的磷酸化是由通过根据弗兰克尔和Horecker 的使用过量的葡萄糖-6-磷酸脱氢酶监测细胞提取物中NADPH的形成。反应体系为 2 ml,50 mM Tris buffer pH7.65;10 mM MgCl2;50mM甘露糖;加入0.1mL酶。在反应中,NADP+被还原生成NADPH,其产量与样品GLK活性呈正相关,NADPH在340nm处有一吸收峰,因此测吸光度,每分钟记录一次直至吸光度不再变化,测出每分钟光密度的增加值。根据以下公式计算:酶活性=吸光度变化(min)/6.22(NADPH吸光系数) Analysis of manB 中文 酶的测定原理是根D-甘露糖-l-磷酸作底物,反应后经酸水解无机磷的减少而测定。标准的反应溶液中,含有D-甘露糖-1-磷酸(0.5m mol/l) 、D-葡萄糖-2,6-二磷酸 ( 0.0 1mmo l/L),醋酸镁 (2.5m mol /L),组氨酸(5m mol /L),Tris -Hcl(10 mmol/ l,pH8.0 )的缓冲液和微克量的酶液。反应总体积为 50μL,在30 ℃下反应10分钟,然后加4.25 mL 0.74 mol /L H2SO4 .消化20 分钟,再加125 m1 钼酸铵和25 μL F -S试剂 ,在100℃水浴下煮沸7 -10分钟,冷却,在670 nm波长下测光密度。以酶液先消化后加底物经同样处理的样品作对照测光密度。以两者的光密度正差显示酶活性。 Analysis of gmd and wcaG 17 利用分光和色谱测定试验系统进行测量GDP-D-甘露糖4,6-脱水酶和GDP-4-酮-6-脱氧-D-甘露糖3,5-差向异构酶-4-还原酶的活性。GDP-D-甘露糖4,6-脱水酶标准测定体系含有50mM的Tris/盐酸缓冲液pH7.5,10mM的氯化镁,4mM的GDP-D-甘露糖,50μMNADPH+和GMD含粗提物终体积为100μL。该反应在37℃进行60分钟,每隔一段时间测量一次。最后加入1900μL 100mM NaOH终止反应并在37℃下孵育20min,然后在320nm下测吸光度。GDP-4-酮-6-脱氧-D-甘露糖3,5-差向异构酶-4-还原酶活性测量依靠加入在第一步骤中的反应,然后通过在340 nm和37℃下测量NADPH的消耗量测定。 Analysis of fuct 1-。。 标准测定混合物含有38nM寡糖受体,20mM的MnCl2,1%的Triton X-100,50mM的二甲胂-HCl缓冲液(pH值 5.8),0.37 μM GDP-岩藻糖(270.0 mCi/mmol),和酶(0.4 mg protein),100μL的终体积。温育在37℃,1h。终止反应用300μL氯仿/甲醇(2/1,v/v),然后将产物通过TLC,乙醇/吡啶/ 1-丁醇/水/乙酸(100/10/10/30/3, by vol)在下层相分离。掺入糖脂的放射性活度是用图像分析仪和并用液体闪烁计数器测定。

(完整word版)蛋白质糖基化类型与点

1.2蛋白质糖基化类型与特点 蛋白质的糖基化是一种最常见的蛋白翻译后修饰,是在糖基转移酶作用下将糖类转移至蛋白质,和蛋白质上特殊的氨基酸残基形成糖苷键的过程。研究表明,70%人类蛋白包含一个或多个糖链,1%的人类基因组参与了糖链的合成和修饰。哺乳动物中蛋白质的糖基化类型可分为三种:N-糖基化、0-糖基化和GPI糖基磷脂酰肌醇锚。大多数糖蛋白质只含有一种糖基化类型,但是有些蛋白多肽同时连有N-糖链、O-糖链或糖氨聚糖。 (l) N-糖基化:糖链通过与蛋白质的天冬氨酸的自由NH 基共价连接,将这种 2 糖基化称为N-糖基化。N-连接的糖链合成起始于内质网(ER),完成于高尔基体。N-糖链合成的第一步是将一个14糖的核心寡聚糖添加到新形成多肽链的特征序列为Asn-X-Ser/Thr(X代表任何一种氨基酸)的天冬酰胺上,天冬酰胺作为糖链受体。核心寡聚糖是由两分子N-乙酰葡萄糖胺、九分子甘露糖和三分子葡萄糖依次组成,第一位N-乙酰葡萄糖胺与ER双脂层膜上的磷酸多萜醇的磷酸基结合,当ER膜上有新多肽合成时,整个糖链一起转移。寡聚糖转移到新生肽以后,在ER 中进一步加工,依次切除三分子葡萄糖和一分子甘露糖。在ER形成的糖蛋白具有相似的糖链,由Cis面进入高尔基体后,在各膜囊之间的转运过程中,原来糖链上的大部分甘露糖被切除,但又由多种糖基转移酶依次加上了不同类型的糖分子,形成了结构各异的寡糖链。血浆等体液中蛋白质多发生N-糖基化,因此N-糖蛋白又称为血浆型糖蛋白。 (2) O-糖基化:糖链与蛋白质的丝氨酸或苏氨酸的自由OH基共价连接。0-糖基化位点没有保守序列,糖链也没有固定的核心结构,组成既可是一个单糖,也可以是巨大的磺酸化多糖,因此与糖基化相比,0-糖基化分析会更加复杂。0-连接的糖基化在高尔基体中进行,通常第一个连接上去的糖单元是N-乙酰半乳糖,连

生物学中常用英文缩写

SSB蛋白:单链结合蛋白 ARS:真核生物DNA的复制子ORC:识别复合物 Tn:转座子 IS:插入序列 AmpR:内酰胺酶 UPE:上游启动子元件 UAS:上游激活序列 snRNPs:与RN相结合的核蛋白SRP:信号识别蛋白 DP:停靠蛋白/SRP受体蛋白NLS:核定位序列 RE:限制性核酸内切酶 SNP:单核苷酸多态性 RDA:cDNA差示分析法 SAGE:基因表达系列分析技术AE:锚定酶 ISH:原位杂交 FISH:荧光原位杂交 RNAi:RNA干扰 RISC:沉默复合物 MALDI-TOF:电离—飞行时间质谱ESI-MS:电喷雾质谱 EMSA:凝胶阻滞试验 RBS:核糖体结合位点 DAG:二酰基甘油 PKC:蛋白激酶C PTK:酪氨酸激酶 HRE:顺式作用元件/激素应答元件SHBS:表面抗原主蛋白 Ig:免疫球蛋白 MHC:组织相容性复合体HLA:白细胞抗原 HGP:人类基因组计划 TCA三羧酸循环 DMSO:二甲亚砜 Ara:阿拉伯糖 Fru:果糖 Gal:半乳糖 Glc:葡糖糖 Lyx:来苏糖 Man:甘露糖 Rha:鼠李糖 Rib:核糖

Xyl:木糖 ECM:细胞外基质 CAM:细胞黏着分子 GAG:糖胺聚糖、粘多糖 HA:透明质酸 CS:硫酸软骨素 KS:硫酸角质素 Hp:肝素 GPC:凝胶渗透层析 HPLC:高效液相色谱 HPAEC-PAD:高效阴离子交换色谱HPGPC:高效凝胶渗透层析GLC:气相色谱 TLC:薄层层析 IR:红外光谱 NMR:核磁共振 FA:脂肪酸 PG:前列腺素 TX:凝血噁烷 TG:三酰甘油 AS:动脉粥样硬化 LDL:低密度脂蛋白 VLDL:极低密度脂蛋白 IDL:中间密度脂蛋白 HDL:高密度脂蛋白 SOD:超氧化物歧化酶 PITC:苯异硫氰酸酯 DTT:二硫苏糖醇 TMS:四甲基硅 DNFB/FDNB:二硝基氟苯 DNS:丹磺酰氯 PA:纤溶酶原激活剂 t-PA:组织型PA ORD:旋光色散 CD:圆二色 FMN:黄素腺嘌呤单核苷酸NAD:烟酰胺腺嘌呤二核苷酸PDB:蛋白质晶体结构数据库SDS:十二烷基硫酸钠 ATC:天冬氨酸转甲酰酶 Hb:血红蛋白 BPG:2,3-二磷酸甘油酸 IgG:免疫球蛋白 Mb:肌红蛋白

第六章-3 糖代谢A

多糖和低聚糖的酶促降解? A.胞外降解 细胞外 多糖和低聚糖 胞外水解酶(淀粉酶、寡糖酶) ? B.胞内降解 细胞内储备的糖原或淀粉磷酸化酶 活化、水解 转移酶 去分枝酶 断支链 磷酸化酶 活化、水解 单糖 主要是葡萄糖 第三节 多糖的酶水解(Hydrolysis of Polysaccharides)

主要介绍食物中的主要多糖------淀粉的水解与淀粉水解酶。 淀粉酶∶凡是能够催化淀粉(或糖原)分子及其片段中的α-葡萄糖苷键水解的酶,称为淀粉酶。 淀粉水解酶的种类∶α-淀粉酶 β-淀粉酶 γ-淀粉酶(糖化酶) 异淀粉酶

1、α-淀粉酶(α-amylase) ∶ 又称液化酶、淀粉-1,4-糊精酶。 系统名称∶α-1,4-葡聚糖葡聚糖水解酶 (编号∶EC3.2.1.1) 作用机制∶它是一个内切酶,从淀粉分子内部随机切断α-1,4-糖苷键,不能水解α-1,6-糖苷键和与非还原性末端相连的α-1,4-糖苷键。 产物∶主要是含有α-1,6-糖苷键的各种分支糊精和少量的α-型的麦芽糖和葡萄糖。 底物分子越大,水解效率越高。

酶的性质∶是一个钙金属酶,每分子中含有一个钙离子。 哺乳动物的α-淀粉酶需要Cl-激活; 植物和微生物的α-淀粉酶需要Cl-激活。 Ca+2、Na+、Cl-和淀粉底物都能提高该酶的稳定性。

2、β-淀粉酶(β-amylase) ∶ 又叫淀粉-1,4-麦芽糖苷酶。 系统名称∶α-1,4-葡聚糖麦芽糖苷酶 (编号∶EC3.2.1.2) 作用机制∶它是一个外切酶。从淀粉分子的非还原性末端,依次切割α-1,4-麦芽糖苷键,生成β-型的麦芽糖;该酶不能水解和越过α-1,6-糖苷键。当其作用于支链淀粉时,遇到分支点即停止作用,剩下的大分子糊精称为β-极限糊精。

环状糊精葡萄糖基转移酶的研究

α-环状糊精生成酶的研究 材料和方法 环状糊精是由葡萄糖经α-1,4键首尾相连成环状结构的一组化合物。通常由6、7和8个葡萄糖残基组成,分别命名为α-、β-和γ-环状糊精。其环状分子结构可以包接其它化合物分子,形成包接化合物,使被包接的物质与外界环境隔绝,具有抗氧化、抗挥发、抗光分解、掩盖异味等作用,因此环状糊精广泛应用于食品、医药、化妆品等行业。β-环状糊精在水中的溶解度较低,应用受到一定的限制;α-和γ-环状糊精在水中的溶解度较高,更便于使用。我国目前仅有β-环状糊精实现工业化生产,α-环状糊精曾有人进行过一些研究,尚未投入生产。我们通过紫外线照射,使一株主要生产β-环状糊精的嗜碱芽孢杆菌发生变异,获得一株产α-环状糊精在50%以上的突变株。并对该突变株所产生的环状糊精生成酶(Cyclomaltodexdrin glucanotransferase,,简称CGTase)。的性质进行了研究,本文将报道研究结果。 一. 材料 菌种: α-CD、β-CD:购自Sigma公司。其余试剂均为国产市售分析纯 二.方法: (一)酶活力的测定 在10mL比色管,加0.3%可溶性淀粉0.2mL,0.2mol/L,pH10.0的硼酸缓冲液0.2ml,置40℃水浴中预热10分钟,加适当稀释的酶液0.1mL,准确反应10分钟。加4%的醋酸溶液0.5mL,然后加入0.0004mol/L的I2液3mL,摇匀,用蒸馏水定容至10mL。立即在700nm 处用光程1cm的比色杯测定吸光度A,以蒸馏水代替酶液作空白对照,测定淀粉液的吸光度A0。 酶活力的定义:在上述条件下,以使淀粉吸光度降低10%所需的酶量定义为一个酶的活力单位。 (A0-A) 酶活力u/mL == ————-×100×稀释倍数 A0 (二)环状糊精的测定: 1.纸层析定性测定 展开剂:65%正丙醇 显色剂:0.2%碘丙酮溶液 上行法,展开两次。显色后α-CD呈紫色,β-呈黄色,γ-呈褐黄色。 2. 比色法定量测定 ⑴试剂 ①3.75×10-3mol/L酚酞溶液 精确称取105℃烘干的酚酞0.0597克,溶解于95%的乙醇中,定溶至50mL。置4℃左右冰箱保存。使用前用蒸馏水稀释10倍。 ②4×10-2mol/L碳酸钠溶液 精确称取105℃烘干的无水碳酸钠1.0599g,用新煮沸冷却后的蒸馏水溶解并定容至250mL。 ③α-CD标准溶液 精确称取105℃烘干的α-CD20mg,用新煮沸并冷却的蒸馏水溶解并定容至25mL。

糖苷酶及抑制剂的深入研究(doc 9页)

糖苷酶及抑制剂的深入研究(doc 9 页) 部门: xxx 时间: xxx 整理范文,仅供参考,可下载自行编辑

糖苷酶及其抑制剂的研究 摘要:糖苷酶是生命体正常运转的关键性酶,糖苷酶抑制剂可抑制糖苷酶的活性,阻断碳水化合物的分解,因此对一些糖代谢紊乱性疾病如糖尿病、肥胖病等有临床应用价值。本文研究了糖苷酶中的β-半乳糖苷酶、β-葡萄糖苷酶以及蔗糖酶的抑制剂。重点研究了β-半乳糖苷酶的分子结构和活性基团,并从结构出发筛选其抑制剂,发现此酶的抑制剂种类较少且抑制活性较低。本实验采用混合交叉筛选法筛选了多种金属离子和氨基酸对β-半乳糖苷酶的抑制作用,同时也筛选了天然产物和合成化合物。 关键词:糖苷酶β-半乳糖苷酶β-葡萄糖苷酶蔗糖酶抑制剂的筛选混合交叉法 1、前言 糖苷酶和糖基转移酶不仅参与了体内碳水化合物的消化,而且是糖脂、糖蛋白生物合成中寡糖链的修剪酶,它对糖蛋白中寡糖链的形成极为重要;糖链的组成与结构是糖蛋白特异生物功能的识别部位,因此糖苷酶

活性对糖蛋白生物合成有关键作用,而后者又涉及到免疫反应、神经细胞的分化、肿瘤的转移以及病毒和细菌的感染. 因此, 糖苷酶不仅是生命体正常运转的关键性酶,同时又是许多疾病的相关酶. 与病毒感染、癌症及一系列新陈代谢紊乱性疾病如糖尿病、肥胖病有关。由于糖苷酶重要的生物学意义,糖苷酶抑制剂的研究也引起了人们的极大兴趣。 糖苷酶抑制剂即是可抑制糖苷酶的活性,阻断碳水化合物的分解,抑制淀粉、麦芽糖、蔗糖转变成单糖;影响糖脂、糖蛋白生物合成中寡糖链的修剪;所以糖苷酶抑制剂不但对一些糖代谢紊乱性疾病如糖尿病、肥胖病等有临床应用价值[1] ,而且可作为抗AIDS病毒[2]、抗鼠白血病毒[3]的潜在治疗试剂。 本论文重点研究了糖苷酶中的β-半乳糖苷酶 β-半乳糖苷酶(β-galactosidase)又称β-D-半乳糖苷水解酶,(β-D-galactosid- -e galacto-hydrolase ,EC.3.2.1.23),商品名为乳糖酶(Lactase),它广泛存在于豆类及其他各种动植物体内和微生物中。它能够催化β-半乳糖苷化合物中的β-半乳糖苷键发生水解,还具有转半乳糖苷的作用。由于它具有糖苷键结构特异性,可作为乳糖降解和双糖合成催化剂[4,5],并有水解生物体内储存的多糖和半乳糖残基.引起血型转化等生理功能[6,7]而受到人们广泛关注,成为生物化学和酶催化化学的重要研究课题。 β-半乳糖苷酶的应用有着长远的历史,最初在食品工业中用来降解乳

鼠李糖脂在生态农业中的应用

鼠李糖脂在生态农业中的应用 一、鼠李糖脂简介 1.1 鼠李糖脂的来源 鼠李糖脂通常是由铜绿假单胞菌在一定培养条件下,通过生物发酵的方法产生的具有表面活性的糖脂类产物[1]。1949年,Jarvis和Johnson最早对使用铜绿假单胞菌(Pseudomonas spp.)生产鼠李糖脂进行了报道[2]。目前,人们通常采用假单胞菌(Pseudomonas spp.)发酵生产鼠李糖脂。发酵法的关键是首先筛选出性能优良的高产菌株,然后再进行培养条件的优化来提高产量、降低成本。培养基中的碳源是决定生物表面活性剂产量和结构的重要因素。鼠李糖脂在菌株培养中生产的限制条件是发酵过程中累积的次级代谢产物,这些限制条件不包括碳源,而氮源和磷则会限制鼠李糖脂的生产[3]。鼠李糖脂发酵的关键首先是能筛选或者构建出鼠李糖脂产量高的菌株,然后再对合适的生产菌株的发酵的各种条件进行优化,从而达到高产量低成本的目标。条件优化主要从碳源、氮源、无机盐离子以及pH、温度等方面来进行[4]。 目前主要通过代谢工程和基因工程方法来提高鼠李糖脂产量,这些策略的主要目的是:(a)不使用化学消泡剂获得高浓度的鼠李糖脂;(b)利用可再生资源生产鼠李糖脂,降低生产底物成本;(c)控制生产过程中的其他产物,获得单一的鼠李糖脂而不是混合物;(d)建立鼠李糖脂的非致病性生产菌株;(e)寻常基础材料生物催化鼠李糖脂的生产[5]。实际工业生产中,鼠李糖脂生产条件的优化主要是通过添加脂肪酸、生产菌株随机突变、控制发酵pH值、控制底物摄取量和运用Tween-80及Triton X-100提高鼠李糖脂的产量。之前有研究者将鼠李糖基转移酶复合物I(Rh1AB)在相对较安全的生产宿主恶臭假单胞菌KT2440中异源表达,但是产量提高的很少[6]。可以通过构建工程菌株提高鼠李糖脂产量,之前有研究证明自转运酯酶参与了细胞膜的形成和运动,也参与了脂类的运输,当敲除自转运酯酶基因,鼠李糖脂产量明显降低,由此可知,自转运酯酶也参与了鼠李糖脂的形成,过量表达自转运酯酶EstA[7]和鼠李糖基转移酶复合物I(Rh1AB)提高鼠李糖脂产量[8]。 1.2 鼠李糖脂的结构

细胞生物学选择题(含答案)

?细胞生物学选择题(含答案) 细胞生物学试题(选择题) 1、对细胞的概念,近年来比较普遍的提法是:有机体的( D ) A、形态结构的基本单位 B、形态与生理的基本单位 C、结构与功能的基本单位 D、生命活动的基本单位 2、支持线粒体来源于细胞内共生细菌的下列论据中哪一条是不正确的( C ) A、线粒体具有环状DNA分子 B、能独立进行复制和转录 C、具有80S的核糖体 D、增殖分裂方式与细菌增殖方式相同 3、流式细胞术可用于测定( D ) A、细胞的大小和特定细胞类群的数量 B、细胞中DNA,RNA或某种蛋白的含量 C、分选出特定的细胞类群 D、以上三种功能都有 4、SARS病毒是( B ) A、DNA病毒 B、RNA病毒 C、类病毒 D、朊病毒 5、在caspase家族中,起细胞凋亡执行者作用的是( C ) A、caspase 1,4,11 B、caspase 2,8,9 C、caspase 3,6,7 D、caspase 3,5,10 6、不能用于研究膜蛋白流动性的方法是( B ) A、荧光抗体免疫标记 B、荧光能量共振转移 C、光脱色荧光恢复 D、荧光标记细胞融合 7、不是细胞膜上结构( D ) A、内吞小泡 B、有被小窝 C、脂质筏 D、微囊 8、受体的跨膜区通常是( A ) A、α-螺旋结构 B、β-折叠结构 C、U-形转折结构 D、不规则结构 9、现在( D )不被当成第二信使 A、cAMP B、cGMP C、二酰基甘油 D、Ca++ 10、( B )的受体通常不是细胞膜受体 A、生长因子 B、糖皮质激素 C、肾上腺素 D、胰岛素 11、酶偶联受体中的酶不包括( C ) A、丝氨酸/苏氨酸激酶 B、酪氨酸激酶 C、丝氨酸/苏氨酸磷酸酯酶 D、酪氨酸磷酸酯酶 12、在蛋白质分选过程中,如果一种多肽只有N端信号序列而没有停止转移序列,那么它合成后一般进入到( A ) A、内质网腔中 B、细胞核中 C、成为跨膜蛋白 D、成为线粒体蛋白 13、线粒体是细胞能量的提供者,它在( D ) A、同种细胞中数目大致不变 B、同种细胞中数目变化很大 C、不同种细胞中数目大致不变 D、同种细胞中大小基本不变 14、线粒体通过( A )参与细胞凋亡 A、释放细胞色素C B、释放Ach E C、ATP合成酶 D、SOD 15、哺乳动物从受精到成体过程中DNA甲基化水平的变化是( D ) A、去甲基化 B、去甲基化-重新甲基化

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