海藻糖的生产制备及前景展望

海藻糖具有独特的理化性质,它对生物体组织和生物大分子具有非特异性的保护作用,享有"生命之糖"的美誉。由于海藻糖具有优良的特性,海藻糖在食品、医药、化妆品等方面都有广泛的应用。本文重点介绍了海藻糖的主要生产制备方式并对国内外海藻糖的形势进行了分析,对海藻糖的前景进行了展望。     

海藻糖TPS／TPP生物合成途径的进化研究

海藻糖是生物体内一种典型的应激代谢物,在干旱、缺氧等逆境环境下对生物体蛋白质具有特殊的保护作用,大多数生物均采用TPS/TPP途径合成自身所需要的海藻糖。采用生物信息学的方法,对GenBank数据库中收录的TPS/TPP途径中所有TPS和TPP合成酶的蛋白序列进行进化研究,发现该合成途径中的两个海藻糖合成酶具有相当高的进化保守性。     

天然保存剂——海藻糖

海藻糖是由两个葡萄糖分子结合而成的非还原性双糖,它广泛存在于动植物及微生物中,在酵母、霉菌等中有时含量高达15％以上。1832年,Wiggers从黑麦中首次分离得到海藻糖。起初,人们认为海藻糖只是动植物体内的一种能量贮存形式,并未深入研究开发。最近一段时期,海藻糖在冻结、干燥、高渗透压等严酷环境下保护生物膜、蛋白质、核酸等结构和功能的特殊功效,引起了人们极大的关注。海藻糖的应用及生产方法立即成为国际上的研究焦点。1 海藻糖的应用1.1 在食品工业的应用 海藻糖水溶液性质稳定,无色无味,入口清凉,甜味极弱,所以用在食品中不会改变食品原有风味。由于海藻糖不会焦化,在人体内可被酶分解为葡萄糖,且具     

红细胞低温保存中海藻糖的加载方法

在红细胞低温保存中,海藻糖被认为是能够替代甘油的生物相容性保护剂,而海藻糖难以进入红细胞内提供保护.归纳了使海藻糖加载至红细胞内的各种方法,包括孵育法、渗透休克法、脂质体法等,详细介绍了每种方法的原理、载入效果及优缺点.最后得出温和且不生成膜孔的加载方案具有一定的优越性,也可以尝试多种方法联用以提高加载效率和保护效果,...     

从酵母中提取新型保鲜剂--海藻糖的工艺研究

海藻糖是一种具有广阔应用前景的生物保护剂,提出了一条从啤酒厂废酵母中提取海藻糖的工艺路线。通过抑制酶的活性,采用活性炭脱色,阴阳离子交换除杂和脱色,最后经浓缩,结晶和干燥,制成海藻糖产品。     

超声植冰协同海藻糖冷冻保存L-02肝细胞研究

采用海藻糖代替具有生物毒性的二甲基亚砜，利用自行搭建的超声植冰装置研究了超声植冰以及不同浓度海藻糖对L-02肝细胞冷冻保存的影响。结果表明，添加0.3 mol/L海藻糖结合超声植冰的细胞冻存组的肝细胞存活率较高((87.6±2.0)%)，与传统植冰组((84.3±1.0)%)无显著性差异，与非植冰组((76.9±3.1)%)存在显著性差异。     

海藻糖对载药脂质体保护作用的初步研究

初步研究了海藻糖对载药脂质体的保护作用．当海藻糖／磷脂比例达到１∶１时,基本能抑制脂质体的融合;当海藻糖／磷脂比例达到２∶１以上时,脂质体的保存率达到９０％以上．实验结果表明,在足够数量的海藻糖存在下,通过真空干燥保存载药脂质体是可行的．     

耐热酵母中海藻糖代谢途径对热胁迫的响应

海藻糖对酵母的耐热性有重要的作用：既是细胞保护剂,又是热激转录因子Hsf1p的正调节子.因此研究耐热酵母在热胁迫下海藻糖代谢途径的响应,有助于理解酵母的热响应机制,并为获得耐热的酿酒酵母提供理论基础.本文从转录及物质代谢角度对热胁迫下耐热酵母中海藻糖的代谢响应进行了研究.结果表明：在热胁迫下海藻糖代谢相关基因表达水平显著的升高,胞内海藻糖积累后有所下降,在耐热酵母海藻糖相关代谢基因水平和代谢物水平上的响应显示出高度的一致.本文的研究结果支持了热胁迫下酿酒酵母海藻糖作为细胞保护剂以及作为Hsf1p的正调节子的观点,进一步证实了海藻糖在酵母适应高温的过程中起重要作用.     

干旱胁迫下发菜原植体中海藻糖、蔗糖测定

检测了吸水饱和后的发菜原植体，在不同干燥时间下海藻糖及蔗糖的含量变化，研究表明：发菜原植体中有海藻糖、蔗糖存在．尽管发菜原植体内海藻糖含量略低于蔗糖含量，但海藻糖含量在干旱胁迫初期便迅速升高，之后一直保持较高水平，这与发菜中蔗糖含量变化趋势相同．所以在干旱胁迫时，海藻糖和蔗糖都可能对原植体有保护作用，海藻糖很可能是发菜适应极端环境的重要保护因子之一．     

海藻糖的研究与应用

综述海藻糖的特性、制备、提取工艺以及在食品中的应用，海藻糖对生物活性物质具有抗逆保鲜作用，对保护细胞膜和蛋白质及抗干燥、抗脱水功能显著，生物法制备包括天然植物或藻类中直接提取法、酚促转化法和微生物发酵法，为其作为一种食品添加剂提供了理论依据．     

Mg~(2+)-Triggered and pH-Tuned in vitro Assembly of Trehalose-6-Phosphate Synthase

The enzyme Ots A(trehalose-P synthase) plays a critical role in the biosynthesis of trehalose, which is a nonreducing disaccharide that plays important functions in many organisms. By using light scattering technique, we discovered that Ots A in Arthrobacter strain A3 polymerized in the presence of divalent metal ions(Mg~(2+) or Ca~(2+)), and the kinetics of the assembly was dependent on their concentrations. We identified potential compounds that can affect the kinetics of the polymerization, particularly, heparin, which acts as a very promising inhibitor of the polymerization. The Ots A assembly turns out to be a very delicate process that is finely regulated by p H. Ots A may be in the polymerized form at physiological pH in vivo, suggesting a more complicated mechanism of the enzyme. These unique properties of Ots A provide novel insights into the molecular mechanism of the biosynthesis of trehalose.     

Mg<Superscript>2+</Superscript>-Triggered and pH-Tuned <Emphasis Type="Italic">in vitro</Emphasis> Assembly of Trehalose-6-Phosphate Synthase

The enzyme OtsA (trehalose-P synthase) plays a critical role in the biosynthesis of trehalose, which is a nonreducing disaccharide that plays important functions in many organisms. By using light scattering technique, we discovered that OtsA in Arthrobacter strain A3 polymerized in the presence of divalent metal ions (Mg²⁺ or Ca²⁺), and the kinetics of the assembly was dependent on their concentrations. We identified potential compounds that can affect the kinetics of the polymerization, particularly, heparin, which acts as a very promising inhibitor of the polymerization. The OtsA assembly turns out to be a very delicate process that is finely regulated by pH. OtsA may be in the polymerized form at physiological pH in vivo, suggesting a more complicated mechanism of the enzyme. These unique properties of OtsA provide novel insights into the molecular mechanism of the biosynthesis of trehalose.     

气相色谱检测芦荟中海藻糖方法的建立

用1-甲基咪唑、氯化羟胺、乙酸酐将海藻糖衍生化,以气相色谱法作为定量分析手段,建立了植物组织中微量海藻糖定量检测方法.用该方法对同一种糖类衍生物进行多次分析,其特征峰保留时间误差在3 s内;能将D-葡萄糖、乳糖、蔗糖和海藻糖进行分离.海藻糖在（3.697～28.661）×10^-9 g检测量范围内其相关系数为0.998 6.利用本实验建立的植物组织中微量海藻糖定量检测的方法,分别对3年生、5年生库拉索芦荟和半年生海藻糖合成酶基因转化芦荟凝胶中海藻糖的含量进行测定,结果表明：5年生库拉索芦荟凝胶中海藻糖含量是3年生的1.59倍,每10 g凝胶匀浆中分别为1.103×10^-5 g和6.905×10^-6 g;每10 g半年生海藻糖合成酶基因转化芦荟凝胶匀浆中海藻糖含量为1.614×10^-5 g,是3年生的2.33倍.证明目的基因成功转入芦荟并已经表达.     

几种糖对纤维素酶热稳定性影响的研究

研究了几种糖对纤维素酶热稳定性的影响。研究发现，20℃下海藻糖和葡萄糖都能较好地保护酶的活性，蔗糖次之，而葡聚糖则不起作用。高温下葡萄糖和蔗糖不但不能保护酶的活性，反而起到破坏作用，而海藻糖和葡聚糖则对酶有较强的保护作用。初步分析，海藻糖作用机理是羟基能替代水分子同酶结合，并且能在酶分子空隙中和酶分子周围形成玻璃态，将酶分子支撑和包裹起来。因此海藻糖能在较宽的温度范围内阻止酶分子空间结构发生变化，从而提高了酶的热稳定性。     

QS412透性化细胞产海藻糖特性研究

透性化细胞中在麦芽寡糖基海藻糖合成酶和麦芽寡糖基海藻糖水解酶作用下由淀粉生产海藻糖,其使用可省略酶的纯化和胞内酶的固定化。本文研究了金属离子对透性化细胞产海藻糖活性的影响,观察到Mg²⁺对其活性有提高作用,Zn²⁺、Mn²⁺、Cu²⁺、Fe²⁺、Hg²⁺5种2价离子对其活性有明显抑制作用。其中,Hg²⁺的抑制作用最为明显,而Mn²⁺的作用未见报道。Zn²⁺在40mmol/L浓度以上能完全抑制体系中MTHase的活性,并且这种抑制作用可以通过添加EDTA消除,这就提供了制备MTHase底物及在两种酶存在下单独测定MTSase活性的可能。本征动力学和宏观动力学分析表明透性化细胞合成海藻糖的过程中外扩散影响可忽略,内扩散影响显著。通过对该过程作用特性的研究,为透性化细胞的研究和使用打下进一步的基础。     

适冷菌Pseudomonas extremaustralis PF中海藻糖的合成途径及TreS基因的克隆

通过对一株高寒冰缘植物内生适冷假单胞菌Pseudomonas extremaustralis PF的研究,发现该菌中同时存在TPS/TPP,TreY/TreZ和neS三种海藻糖合成途径,其中TreS途径的合成酶活性最高.对该菌的海藻糖合成酶TreS的基因进行克隆,得到一个新的TreS基因PFTreS,该基因与已报道的细菌TreS基因在核酸序列上表现出较高的同源性(最高达80.2%).根据基因序列预测的PFTreS氨基酸序列具有TreS酶的催化功能保守区,与假单胞菌P.fluorescens Pf-5的TreS有很高的同源性.这些结果表明了Pseudomonas extremaustralis中海藻糖的合成特性,为进一步揭示海藻糖的合成与Pseudomonas extremaustralis PF的低温响应机制的关系奠定了基础.