γ-氨基丁酸的生理学功能及研究现状

γ-氨基丁酸（GABA）是一种重要的神经抑制性递质，广泛存在于动植物中，它是谷氨酸经由谷氨酸脱羧酶作用生成．本文综述了GABA的生物学功能以及近年来的研究现状．     

γ-氨基丁酸的研究与应用进展

总结γ-氨基丁酸在动、植物和微生物体内的作用,分析其产生机制,阐述谷氨酸脱羧酶的分子结构、酶促反应过程等酶学特性,对γ-氨基丁酸制备工艺技术和在生物工程领域的应用进行综述,分析其现有技术的优缺点,并对γ-氨基丁酸未来的研究前景进行展望。     

固定化谷氨酸脱羧酶转化γ-氨基丁酸的研究

研究卡拉胶制备固定化谷氨酸脱羧酶及转化γ-氨基丁酸(GABA)的最适条件.以本实验室研发的诱导剂对构建的表达谷氨酸脱羧酶(GAD)的基因工程菌进行诱导,并利用卡拉胶对获得的粗酶液进行包埋制备固定化酶,对影响GAD固定化效果和GABA产量的因素进行研究.最佳固定化条件为卡拉胶浓度1.5%,氯化钾浓度3%,硬化时间2 h;转化GABA的最适条件为反应最适pH为3.8～4.3,最适温度为37℃～43℃,将制得的固定化谷氨酸脱羧酶(IGAD)重复使用7次后,催化活力仍保持在最初值的75%;IGAD在最适底物浓度60 mmol/L下反应时间2 h后谷氨酸转化率达99%,利用IGAD进行连续催化反应,最终GABA摩尔转化率为70.98%,晶体得率为91.90%,晶体纯度94.73%.该法具有较好的操作稳定性和较高的底物转化率,为连续化制备γ-氨基丁酸提供参考.     

微生物发酵生产γ-氨基丁酸的研究进展

γ-氨基丁酸(Gamma-aminobutyric acid, GABA)是一种广泛分布于自然界的四碳、非蛋白质天然氨基酸,具有许多重要的生理活性,在食品、医药和化工领域都有广泛的应用。利用83篇文献,综述了微生物中GABA的合成途径和关键酶谷氨酸脱羧酶的研究进展,总结了产GABA微生物的种类和来源,探讨了影响GABA产量的因素,并展望了该领域今后的研究重点。     

全细胞生物转化法制备γ-氨基丁酸

γ-氨基丁酸(γ-aminobutyrate,GABA)是广泛存在于自然界的一种非蛋白质的功能性氨基酸.它是哺乳动物中枢神经中一种重要的抑制性神经递质.为了高效廉价制备GABA,采取谷氨酸脱羧酶(glutamic acid decarboxylase,GAD)催化L-谷氨酸生成GABA的工艺.从K12来源的大肠杆菌(E. coli)基因组中PCR扩增得到GAD基因片段,并克隆到载体p ET-23a中,得到重组质粒p ET-23a-K12gad,并将其转化至大肠杆菌E. coli BL21(DE3)中,获得了能够重组表达GAD活性的工程菌株.从反应温度、p H、菌体量这三个方面对催化工艺进行了优化.为了进一步降低成本,通过化学法将谷氨酸钠转化为谷氨酸作为催化底物,提高转化速率的同时简化了纯化工艺.     

γ-氨基丁酸的生理功能概述

本文对动物体内γ-氨基丁酸的受体、代谢途径与生理功能进行了概述,介绍了国内外的研究进展,展望了γ-氨基丁酸的应用前景.     

产γ-氨基丁酸乳酸菌的筛选

从多种酸菜水中分离筛选出乳酸菌,利用乳酸菌将谷氨酸转化为GABA的脱羧作用,通过混合酸碱指示剂颜色变化,直观判断谷氨酸脱羧酶（GAD）活性,进而筛选出产GABA乳酸菌菌株BL2,并对其进行初步鉴定;同时,采用纸层析法进行定性分析,确定菌株BL2可将谷氨酸钠转化生成GABA.     

γ-氨基丁酸纯化的研究

γ-氨基丁酸(GABA)广泛分布于从哺乳动物到单细胞有机生物体,可以由谷氨酸脱羧酶转化L-谷氨酸或谷氨酸盐而成。γ-氨基丁酸分离、提取及与酶反应偶联体系建立进行研究,分离、提取方法能够提取高纯度产品。     

米曲霉产γ-氨基丁酸的研究

米曲霉作为一种安全有益的菌种提高制备γ-氨基丁酸(GABA)的安全性。本文对米曲霉在适宜的转速和接种量的条件下,从发酵液和酶反应液中分离GABA法进行研究,该工艺产率高、纯度好、周期短、能耗低、适合工业化生产。     

γ-氨基丁酸载体衍生物的合成

γ－ 氨基丁酸是中枢神经系统的抑制性神经递质,但在生理条件下,γ－ 氨基丁酸的通透性较差,常通过其衍生物增强 γ－ 氨基丁酸的生理活性,作者以γ－ 氨基丁酸为原料合成了新γ－ 氨基丁酸的载体化合物［４－ （２,４—二羟基苯次甲氨基）丁酸酯］,并经元素分析、红外光谱和核磁共振谱验证这些化合物的结构     

生物转化法重组谷氨酸脱羧酶合成γ-氨基丁酸

成功构建了一个高效表达大肠杆菌谷氨酸脱羧酶GAD来源的重组质粒pET28a-gadA,并转化E.coli BL21(DE3),工程菌株经0.4mmol/L IPTG或1g/L的乳糖, 37℃诱导表达8h,粗酶液的酶活达到12U/mL,大约是出发菌株E.coli K-12的60倍.工程菌1.15U粗酶液以31g/L L-谷氨酸钠为底物, 37℃、pH 4.0条件下反应4h,γ-氨基丁酸的生成量达到19.57g/L, L-谷氨酸钠的转化率为93%,从而为γ-氨基丁酸的生产提供了很好的前景.     

米胚芽中γ-氨基丁酸含量的测定综述

综述了米胚芽中的γ-氨基丁酸含量的四种测定方法，引用文献18篇     

高产γ-氨基丁酸的红曲霉菌株筛选及发酵条件优化

从实验室保藏的11种红曲霉中,筛选出高产γ-氨基丁酸的红曲霉CH-1菌株.研究了发酵温度、时间、接种量、谷氨酸钠添加量等发酵条件对红曲霉CH-1产GABA含量的影响.经单因素实验及正交试验后得出红曲霉CH-1发酵大米产γ-氨基丁酸的较佳发酵条件为：发酵温度30℃,发酵时间9 d,接种量17%,谷氨酸钠添加量0.10 g,在此条件下,红曲霉CH-1发酵大米产GABA为1.93 mg/g,经高效液相色谱检测,桔霉素含量为0.01μg/g,低于国家标准1μg/g,可利用该产品开发更多形式的红曲食品.     

纸电泳改良法测定茶叶γ-氨基丁酸

对检测茶叶γ-氨基丁酸的纸电泳比色分析法进行了改进,5份茶叶试样测定值变异系数小于10%,样品加标回收率（100.30±2.36）%,该法测定结果与氨基酸自动仪分析值无显著差异.     

富含γ-氨基丁酸发芽糙米的制备及技术参数控制

对富含γ-氨基丁酸发芽糙米、制备简介,及制备过程中影响γ-氨基丁酸含量因素的讨论。     

基于神经网络与遗传算法优化γ-氨基丁酸的发酵条件

本文运用BP(back-propagatfon)神经网络优化红曲霉ZL307产γ-氨基丁酸的固态发酵工艺条件,建立了发酵条件与γ-氨基丁酸产量的关系模型,采用遗传算法对此模型进行全局寻优.神经网络结构为4-11-1的模型能较为精确地拟合输入的样本数据,测试样本的输出值与试验结果的相关系数为0.989.遗传算法优化出的最佳工艺参数为温度31.7℃、初始pH 4.6、初始含水量69.8%,接种量13.2%.在优化条件下,γ-氨基丁酸产量为0.518mg/g,含量比优化前提高了19.6%.     

复合诱变选育高产γ-氨基丁酸菌株

以红曲霉为出发菌株,采用紫外线和5-氟尿嘧啶对其原生质体复合诱变处理,得到一株高产γ-氨基丁酸的菌株ZL307.试验结果表明,经紫外线照射处理150s,以0.3mg/mL的5-氟尿嘧啶处理15min后,γ-氨基丁酸的产量可高达491.1mg/L.与出发菌株相比,产量提高了60%,且高产遗传特性经10次传代仍稳定.     

γ- 聚谷氨酸乙酯与γ- 聚谷氨酸苄酯的生物降解性能

为了了解生物可降解聚合物γ-聚谷氨酸(γ-PGA)乙酯与γ-聚谷氨酸苄酯的生物降解性能,采用枯草杆菌NX-2(Bacillus subtilis)、黑曲霉(Aspergillus niger)和土埋法对γ-PGA乙酯和γ-PGA苄酯的降解性能进行研究,用扫描电镜观察降解结果.结果表明:枯草杆菌对γ-PGA乙酯和γ-PGA苄酯的降解作用优于黑曲霉;相对厚度较大的薄膜,在枯草杆菌NX-2中缓慢降解;在黑曲霉中,γ-PGA乙酯的降解速率相对较慢,薄膜的形态没有发生变化;γ-PGA苄酯的降解性能优于γ-PGA乙酯.     

红腐乳中高产γ-氨基丁酸红曲霉菌株的筛选

从红腐乳中分离筛选到一株相对高产γ-氨基丁酸(GABA)的红曲霉菌株M-6,初步鉴定该菌株为紫红曲霉(Monascus purpureus).对菌株M-6的发酵培养基和发酵条件用单因素轮换试验和正交试验进行了整体优化.结果表明,菌株M-6转化富集GABA的适宜条件为:以可溶性淀粉为碳源、牛肉膏和硝酸钠为复合氮源,在初始pH5.0、培养温度40℃、摇床速度120 r/mim条件下发酵培养48 h,发酵液中GABA的产量最高可达7.826 g/L.表明利用红曲霉菌株进行富含GABA食品的生产是可行的.     

工程菌产酶制备GABA测定条件的优化

基于Berthelot显色反应,采用正交设计法优化了测定大肠杆菌工程菌谷氨酸脱羧酶转化L-谷氨酸生成γ-氨基丁酸含量的条件.实验确定的最佳测定条件为:2.0mL 0.2mol/L pH6.0的醋酸缓冲液(内含0.1mmol/L的PLP,0.2mol/L的L-谷氨酸,稀释70倍),再依次加0.2mmol/L的硼酸缓冲液(pH9.0)1.0mL,0.5mL 6.0%重蒸苯酚和5.0mL 10%次氯酸钠,沸水浴加热10min后,迅速冰浴20min,待溶液出现蓝绿色后,加入60%(v/v)乙醇溶液4.0mL在640nm测定吸光值,绘制出标准曲线来计算GABA的含量.结果表明,该方法简便实用,相对误差小,适合实验室样品的快速检测.