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．     

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.     

大肠杆菌L—谷氨酸脱羧酶酶促特性的研究

本文主要研究大肠杆菌505L-谷氨酸脱羧酶脱羧作用的最适浓度、pH、温度、耐热性、底物浓度以及它对天冬氨酸等十二种氨基酸是否具有脱羧性能,从而发现目前L-谷氨酸发酵生产中测定存在的问题。     

芜青中谷氨酸脱羧酶（Gad）酶性质的时空差异

该文对芜青中谷氨酸脱羧酶(Gad)粗酶的提取和优化、酶活力最适反应条件、时空分布差异及光照影响等进行对比分析,同时利用超高效液相色谱法技术(UPLC)分析测定反应产物γ-氨基丁酸(Gaba)的含量.实验结果表明,提取Gad粗酶时加入纤维素酶能提高约70%酶活力.在最适条件对比实验中,对芜青芽苗、块根、茎生长点、茎及顶端分生组织分别进行测定,其中芽苗与顶端分生组织中的酶活力较高.光照对萌发中芽苗的Gad酶活力有较大影响,避光条件下酶活力下降约75%.结果表明,芜青芽苗Gad酶活力好且易于获取,转化谷氨酸反应生成γ-氨基丁酸的转化率高.     

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。     

植酸酶工程菌产酶条件优化研究

为研究影响植酸酶酵母工程菌的产酶因素,利用摇瓶发酵对毕赤酵母工程菌产植酸酶的最佳甲醇诱导量、诱导时间等因素进行实验分析。结果显示,残留甘油、甲醇浓度、诱导培养时间对植酸酶生产具有重要影响,其中甘油残留会使植酸酶分泌时间延迟,1.5% 甲醇具有最佳诱导效果,在第2天酶活可以达到约1 100 U/mL,低浓度甲醇诱导产酶缓慢积累,而高浓度甲醇对菌体产生毒害。该研究为进一步优化植酸酶工程菌高密度发酵工艺奠定了基础。     

产辅酶Q10大肠杆菌工程菌的构建

克隆放射型根瘤菌ddsA基因,用于构建red重组的打靶片段,通过同源重组替换大肠杆菌基因组上的ispB基因,使合成辅酶Q8的大肠杆菌具备合成辅酶Q10的能力.通过强化辅酶Q合成过程中的ddsA、ubiA、ispA、idi等关键酶基因,可使大肠杆菌辅酶Q10的合成能力提高126.9%.综合分析表明,ddsA与ubiA为辅酶Q10合成的关键基因,ispA与idi为辅酶Q10合成的次关键基因.     

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.     

高效液相色谱法测定小鼠、大鼠脑内四种氨基酸的含量

为建立HPLC法测定小鼠、大鼠脑内谷氨酸、天冬氨酸、甘氨酸及卜氨基丁酸的浓度,为进一步研究药物对脑内氨基酸含量影响提供测定方法。采用高效液相色谱法,色谱柱为Hypersil C8柱（150mm,4,6mm）;流动相A液为0．14mol／L乙酸钠液：乙腈=470：30,B液为50％乙腈;流速1．5mL／min;柱温40℃;检测波长360nm;进样量20uL;梯度洗脱：B液于0—10min由18％-35％;10—17min由35％～80％;17—18min由80％-18％。结果显示,4种氨基酸在1．2-36μg/ml。范围内呈良好线性关系（r值均大于0．9990）。方法回收率均在90％-115％,日内RSD均小于5％,日间RSD均小于10％。结果表明,新建立的高效液相色谱法简便快速．准确,灵敏度高,适用于药物对小鼠、大鼠脑内氨基酸含量变化的研究。     

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.     

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%.     

重组锰超氧化物歧化酶工程菌摇瓶发酵条件的优化

通过单因素试验对重组锰超氧化物歧化酶(Recombinant Manganese Superoxide Dismutase,rMn-SOD)工程菌的摇瓶发酵的培养基(碳源、氮源、无机盐)和培养条件(接种量、乳糖浓度、时间、温度、摇床转速、pH值等)进行了初步优化.结果表明,工程菌发酵的优化培养基组分(质量分数)为:1.5%蛋白胨、1.5%酵母提取物、1.0%NaCl、0.4%KH2PO4、0.8%K2HPO4、1.5%(体积分数)甘油、0.2%NH4Cl和5 mmol/L MnCl2.乳糖诱导表达的优化条件为:以5%接种量培养5 h后,加入质量分数为0.25%的乳糖进行诱导表达6 h.当发酵温度为37℃、摇床转速为180 r/min、培养基的初始pH值为7.0时,表达的rMn-SOD的酶活力高.在优化条件下,工程菌的SOD活性达1 969.9 U/mL,比活力达1 081.8 U/mg.     

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.     

利用基因编辑技术提高番茄GABA含量的研究进展

γ-氨基丁酸(GABA)是一种天然非蛋白质氨基酸,广泛存在于动物、植物、微生物中,并作为信号分子参与体内多种代谢途径和过程.近年研究发现,γ-氨基丁酸能够有效降低高血压患者的血压,且可以通过长时间的饮食摄入起到预防高血压的作用.番茄(Solanum lycopersicum)作为全世界产量最多的蔬菜之一,在日常饮食中深...     

GABA在植物中的作用

γ-氨基丁酸(GABA)广泛存在于植物中,近几年来国内外对其在植物中的作用研究的很多,文章综述了GABA的合成途径以及其在植物中的生物学功能。     

重组BbFGF工程菌的发酵条件

利用大肠杆菌BL21（DE3）pLysS生产重组牛碱性成纤维细胞生长因子(BbFGF),对此工程菌的发酵条件进行了研究，在前期试验的基础上，重点探索培养基、诱导剂及区葡萄糖添加方式对T7启动子指导下的bFGF合成的影响，根据摇瓶试验和分批发酵试验结果，建立了一套变速加葡萄糖的高密度补料分批发酵工艺，在此工艺下，经11h发酵，可得光密度为30.7、bFGF产量为95mg/L的发酵产物，两步法纯化目的蛋白，得到纯度为95%的重组bFGF，其生物活性和标准品一致。     

LY354740对青春期小鼠 慢性氯胺酮暴露后焦虑样行为与海马区GABA及GAD67的影响

目的:探讨II组代谢型谷氨酸受体激动剂LY354740对小鼠慢性氯胺酮暴露后焦虑样行为及海马区GABA及GAD67的影响.方法:SPF级健康雌性C57BL/6小鼠45只随机分成3组(n=15):对照组(C组),氯胺酮组(K组),LY354740组(L组).K组和L组腹腔注射质量分数为30 mg/kg的氯胺酮,间隔30 min注射1次,3次/d,连续14 d;L组在注射氯胺酮前30 min注射质量分数为10 mg/kg的LY354740;C组注射等量生理盐水.给药结束后行高架十字迷宫实验测定小鼠运动功能和情绪状态;免疫组化实验、Western Blot实验检测小鼠海马GAD67表达;酶联免疫吸附实验检测小鼠海马GABA浓度.结果:(1)酶联免疫吸附实验结果显示,与C组比较,K组小鼠海马GABA浓度降低(P0.05);L组小鼠海马GABA浓度较K组升高(P0.05).(2)高架十字迷宫结果显示,与C组比较,K组小鼠进入各臂端活动总频次减少、开放臂停留时间比降低(P0.05);与K组比较,L组小鼠活动总频次增加、开放臂停留时间比升高(P0.05).(3)免疫组化结果显示,与C组比较,K组小鼠海马CA3、DG区GAD67阳性染色平均光密度降低(P0.05),CA1区平均光密度无明显统计学差异;L组小鼠海马CA3、DG区GAD67阳性染色平均光密度较K组升高(P0.05).(4)Western Blot结果显示,与C组比较,K组小鼠海马GAD67表达降低(P0.05);L组小鼠海马GAD67表达较K组增多(P0.05).结论:II组代谢型谷氨酸受体激动剂LY354740改善小鼠慢性氯胺酮暴露后的焦虑样行为,可能与其增加海马GAD67表达、提高GABA浓度有关.