γ-氨基丁酸代谢酶的研究进展

谷氨酸脱羧酶催化产生的γ-氨基丁酸具有调节血压、促进精神安定和改善脑机能等重要功效。富集高γ-氨基丁酸成为目前研究的热点。该研究对有关γ-氨基丁酸代谢的关键酶的研究概况进行了综述。通过激活或抑制酶活性,促进γ-氨基丁酸的富集,为开发新型保健产品提供参考。     

γ-氨基丁酸的生理作用及应用

γ-氨基丁酸(gamma-aminobutyric acid,GABA)是生物应激反应体系的重要氨基酸,广泛分布于自然界中。长久的进化使得生物可以通过GABA的H~+和Ca~(2+)依赖方式响应于内外界应激。可以通过腐胺途径和GABA分流途径干涉生物内能量代谢、碳氮代谢的方式缓解生物体内压力。GABA在生物体内组织发育和形成、生物内和生物间的信号交流中扮演着重要角色。作为癫痫等疾病的特效药,可降解尼龙的前体物质GABA有着长足的发展空间。分析了GABA的生理机制,综述了谷氨酸脱羧酶及其基因定点突变的研究,最后对GABA的制备方法与应用进行了介绍。     

微生物法合成γ-氨基丁酸的研究进展

γ-氨基丁酸（γ-aminobutyric acid, GABA）是一种四碳非蛋白质氨基酸,在食品、农业、医药、化工等领域具有广阔的应用前景。微生物法生产GABA因其温和、可持续发展等优势越来越受到人们的关注。因此,为了得到环保、便捷且效率更高的GABA生产方式,以满足食品、制药和畜牧领域对添加剂的严格要求,本文系统介绍了GABA的生产方法、生物体中的合成途径及微生物法生产GABA的研究进展,总结了目前全细胞催化法和微生物从头合成GABA的生产水平。研究者们致力于筛选和优化具有高催化效率和稳定性的酶并通过对微生物的代谢途径进行精细调控,以提高GABA的合成效率,未来的研究需要进一步优化酶和菌株的性能,降低生产成本,并探索更大规模的工业化生产途径。     

植物代谢法富集粮食中γ-氨基丁酸的研究进展

γ-氨基丁酸(γ-Aminobutyric acid GABA)属于一种非蛋白源氨基酸,是一种新型功能因子,广泛存在于谷物、豆类、麦类等作物中,具有降血压、改善睡眠质量、缓解糖尿病及调节细胞内多种生理信息等功能,但天然粮食中GABA含量普遍较低,采用植物代谢法富集GABA,具有操作简单,安全性高,环境污染低,富集后可直...     

利用重组枯草芽孢杆菌生产γ-氨基丁酸的研究

[目的]构建一株高产L-谷氨酸脱羧酶的重组枯芽孢杆菌B.subtilis 168/p HT01-gad A-pdx H。[方法]以枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)为宿主细胞,将大肠杆菌脱羧酶基因(gad A)与其辅酶磷酸吡哆醛的再生基因(pdx H)在质粒p HT01上串联表达,构建一株高产L-谷氨酸脱羧酶的重组枯草芽孢杆菌B.subtilis 168/p HT01-gad A-pdx H。[结果]带有pdx H基因的重组菌B.subtilis 168/p HT01-gad A-pdx H催化谷氨酸生成γ-氨基丁酸(GABA)的效率明显高于B.subtilis 168/p HT01-gad A。催化反应24 h时,生成的GABA浓度达252 g/L,较对照菌株提高了61 g/L。进一步对重组菌B.subtilis 168/p HT01-gad A-pdx H全细胞转化谷氨酸生成GABA的条件进行了优化,其最优条件:转化缓冲液为p H 5.0的0.1 mol/L Tris-HCl,转化温度40℃,激活剂为5 mmol/L Ca~(2+)与5 mmol/L Mg~(2+)。在上述最优条件下,催化24 h生成的GABA浓度达327 g/L。[结论]所获得的重组菌转化效率较高,具有一定的工业化应用前景。     

微生物发酵合成γ-氨基丁酸的研究进展

γ-氨基丁酸是一种用于医药、食品中的新型功能性因子,由于化学合成法和植物富集法具有明显的缺点,因此微生物发酵合成γ-氨基丁酸成为目前研究的热点。该研究论述了产GABA的微生物、其培养基优化和诱变育种以及谷氨酸脱羧酶基因的研究进展。     

植物中γ-氨基丁酸的代谢及富集机制

γ-氨基丁酸(GABA)由于功能多样,日益受到人们的关注。简述了植物中GABA代谢途径及植物富集GABA的方法与作用机理。植物中GABA合成主要包括GABA支路和多胺降解途径,分解代谢则是在GABA-T和SSADH的催化作用下生成琥珀酸。植物主要通过调节植物体内GABA的合成-分解代谢实现GABA累积。GABA富集方式主要为浸泡、发芽,并通过盐胁迫、缺氧胁迫、冷胁迫、热胁迫、高压、超声等手段的联合使用进一步增加富集量。GABA富集机制包括增加底物含量,如谷氨酸;增强GABA合成关键限速酶活性,如通过调节内环境pH或Ca²⁺浓度,增强GAD活性;改变细胞内区室划分,增强底物和酶的相互作用;抑制GABA分解代谢。     

乳酸片球菌产谷氨酸脱羧酶的相关酶学性质研究

为研究乳酸片球菌谷氨酸脱羧酶（GAD）的性质,采用比色法测其酶活。结果表明：当底物L-MSG的浓度为100 mmol.L-1时,GAD的活力达到最大。GAD的浓度为3.16%,最适温度为37℃,最适pH为5.0,PLP浓度为0.1 mo.lL-1时,GAD酶活力最大。Mg2＋和Mn2＋使GAD活力提高10%左右,KCl...     

γ-氨基丁酸富集方法的研究进展

γ-氨基丁酸(γ-Aminobutyric acid,GABA)是四碳非蛋白质氨基酸,为哺乳动物中枢神经系统主要的抑制性神经递质,具有降血压、改善脑功能、抗癫痫和抗衰老等多种功效。作为一种新型的功能性因子,它越来越引起医药、食品等行业的关注,成为开发研究的热点。GABA广泛存在于动植物及微生物体中,然而欲利用动植物中的GABA加工为功能产品,则需要对生物体中的GABA含量富集提高。几年来,科学家们对GABA富集技术及其产品开发进行了大量研究。该研究综述了γ-氨基丁酸的富集方法,并且对其应用前景进行了展望。     

微生物发酵法制备γ-氨基丁酸的研究进展

γ-氨基丁酸(GABA)是一种广泛存在于动植物体内的非蛋白质天然氨基酸,具有重要的生理活性,在医疗、食品加工等领域应用广泛。论述了微生物发酵法生产GABA及乳酸菌的诱变选育和发酵条件优化等方面的研究进展。     

爬山虎内生菌的鉴定及其谷氨酸脱羧酶酶学特性

从爬山虎茎中分离到5株内生菌,其中菌株EJC-1具有谷氨酸脱羧酶(GAD)活性.当湿菌体与10 g·L-1谷氨酸钠溶液比例为1∶10(W∶V)时,在30 ℃和120 r·min-1下振荡反应24 h,细胞转化液中γ-氨基丁酸浓度为(3.07±0.23)mmol·L-1.通过形态特征、生理生化特征和16S rDNA序列分析鉴定EJC-1为巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium).同时基于16S rDNA构建了系统进化树,并对EJC-1进行了系统发育分析.B.megaterium EJC-1 GAD的最适反应温度和pH分别为50 ℃和5.6.低于40 ℃,GAD在pH 5～6范围内较稳定.2.5 mmol·L-1 Mg2+对GAD活力具有显著的促进作用,活力提高了13.85%.     

爬山虎内生菌的鉴定及其谷氨酸脱羧酶酶学特性

从爬山虎茎中分离到5株内生菌,其中菌株EJC-1具有谷氨酸脱羧酶(GAD)活性.当湿菌体与10 g·L-1谷氨酸钠溶液比例为1∶10(W∶V)时,在30 ℃和120 r·min-1下振荡反应24 h,细胞转化液中γ-氨基丁酸浓度为(3.07±0.23)mmol·L-1.通过形态特征、生理生化特征和16S rDNA序列分析鉴定EJC-1为巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium).同时基于16S rDNA构建了系统进化树,并对EJC-1进行了系统发育分析.B.megaterium EJC-1 GAD的最适反应温度和pH分别为50 ℃和5.6.低于40 ℃,GAD在pH 5～6范围内较稳定.2.5 mmol·L-1 Mg2 对GAD活力具有显著的促进作用,活力提高了13.85%.     

定向突变谷氨酸脱羧酶及其生物合成γ-氨基丁酸的研究

γ-氨基丁酸(GABA)是一种天然存在的非蛋白质氨基酸,它由谷氨酸脱羧酶催化谷氨酸脱羧生成,作为抑制性神经递质具有广泛的应用。天然的谷氨酸脱羧酶只在酸性环境时有活性,这与菌体的生长环境不一致,不利于一步发酵法生产GABA。针对该问题,对来自大肠杆菌AS1.505的谷氨酸脱羧酶(Gad B)进行定向突变,构建了3个表达载体p ET28a(+)-Gad B、p ET28a(+)-Gad Bm1和p ET28a(+)-Gad Bm2,研究了3株重组菌生物转化谷氨酸合成GABA的情况。结果显示,在中性缓冲液中转化72 h,DE3(p ET28a(+)-Gad Bm1)和DE3(p ET28a(+)-Gad Bm2)转化合成GABA分别是对照菌DE3(p ET28a(+)-Gad B)的3.2和4.6倍。在M9培养基中培养72 h,DE3(p ET28a(+)-Gad Bm1)和DE3(p ET28a(+)-Gad Bm2)分别合成4.32 g/L和4.65 g/L GABA,比对照菌分别提高了1.17和1.34倍。实验结果证明,定向突变的Gad B能在中性p H条件下有效催化谷氨酸脱羧合成GABA。     

发芽糙米中γY-氨基丁酸含量的品种基因型差异分析

[目的]通过对不同类型水稻品种发芽糙米中Y-氨基丁酸(GABA)含量和谷氨酸脱羧酶(GAD)活性、谷氨酸转化速率等指标差异的比较分析,探讨不同品种发芽糙米中GABA含量差异形成的原因,为发芽糙米的品质选育及其深加工利用提供依据.[方法]以181份水稻品种(系)糙米为材料,在30℃条件下浸泡6 h、发芽24h后,测定GABA含量;在此基础上,选取高GABA产量材料10份及中、低产量材料各1份,对其发芽糙米的GABA产量、GAD活性、谷氨酸转化速率、游离谷氨酸含量、根长和芽长的动态变化进行了分析.[结果]不同水稻品种(系)发芽糙米的GABA含量存在明显差异,最高达87.88 mg·(100 g)-1最低为34.62 mg·(100 g)-1,平均含量为56.84 mg·(100 g)-1;早稻品种的GABA含量显著高于中稻和晚稻,籼稻稍高于粳稻;高GABA生成量的性状是可遗传的.发芽糙米的GABA生成量与芽长和GAD的活性呈极显著的正相关.[结论]水稻发芽糙米的GABA含量存在明显的生态型差异,其变化可能是由不同品种间的GAD酶活性差异所致.     

茶叶中γ-氨基丁酸及谷氨酸的纸电泳测定

对用纸电泳法测定茶叶中γ-氨基丁酸和谷氨酸的方法进行试验研究.结果表明:γ-氨基丁酸和谷氨酸在5～30 nmol/μl的浓度范围内,其含量与吸光度呈良好的线性关系,相关系数分别为0.999 5和0.999 8;茶叶γ-氨基丁酸和谷氨酸纸电泳法测定的平均回收率分别为101.293%和101.445%;茶叶γ-氨基丁酸和谷氨酸纸电泳法测定值的变异系数分别为1.1%和3.8%;茶叶γ-氨基丁酸和谷氨酸含量测定结果在纸电泳法和氨基酸自动分析仪法之间无明显差异.     

氮代谢相关酶的研究进展

氮代谢是植物体内的基本生理代谢过程之一,包括氮素同化、积累和蛋白质合成等过程,与植物的生长发育、产量和品质的联系非常密切。氮代谢的生理过程在酶的催化下完成,与氮代谢的生理过程密切相关的酶有：硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶、转氨酶(谷氨酸草酰乙酸转氨酶、谷氨酸丙酮酸转氨酶)、谷氨酸合酶、谷氨酸脱氢酶等关键酶。这5种酶在植物氮代谢过程中具有重要的作用,简要介绍这几种酶的基本结构与特性、对作物生长发育的调控等,为进一步探究氮代谢研究机制提供有益的参考。     

发芽糙米中γ-氨基丁酸含量的品种基因型差异分析

 【目的】通过对不同类型水稻品种发芽糙米中γ-氨基丁酸（GABA）含量和谷氨酸脱羧酶（GAD）活性、谷氨酸转化速率等指标差异的比较分析,探讨不同品种发芽糙米中GABA含量差异形成的原因,为发芽糙米的品质选育及其深加工利用提供依据。【方法】以181份水稻品种（系）糙米为材料,在30 ℃条件下浸泡6 h、发芽24 h后,测定GABA含量;在此基础上,选取高GABA产量材料10份及中、低产量材料各1份,对其发芽糙米的GABA产量、GAD活性、谷氨酸转化速率、游离谷氨酸含量、根长和芽长的动态变化进行了分析。【结果】不同水稻品种（系）发芽糙米的GABA含量存在明显差异,最高达87.88 mg?(100 g)-1,最低为34.62 mg?(100 g)-1,平均含量为56.84 mg?(100 g)-1;早稻品种的GABA含量显著高于中稻和晚稻,籼稻稍高于粳稻;高GABA生成量的性状是可遗传的。发芽糙米的GABA生成量与芽长和GAD的活性呈极显著的正相关。【结论】水稻发芽糙米的GABA含量存在明显的生态型差异,其变化可能是由不同品种间的GAD酶活性差异所致。