谷胱甘肽GSH.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,资料仅供参考,不当之处，请联系改正。,谷胱甘肽（,glutathione,）是一种由,3,个氨基酸组成的短肽，存在于几乎身体的每一个细胞中，但是谷胱甘肽必须在有产生的细胞及其前体（,Vc,和,-,硫辛酸）的条件下才可以有效地在人体内工作，谷胱甘肽能帮助保持正常的免疫系统的功能，在细胞中，谷胱甘肽主要发挥抗氧化剂的作用。,谷胱甘肽由谷氨酸，半胱氨酸和甘氨酸组成，分子中半胱氨酸的,-SH,是主要的功能性基团。,谷胱甘肽广泛分布于自然界的生物体中,(Wierzbicka,等，,1989),，主要存在于酵母、动物肝脏、肌肉、血液中，许多植物，如蔬菜、豆类、谷物、薯类、菇类及细菌中也含有一定量的谷胱甘肽。,GSH,的简介及结构,谷胱甘肽的理化性质,晶体呈无色透明细长粒状，溶于水、稀醇、液氨和二甲基甲酞胺，而不溶于醇、醚和丙酮。谷胱甘肽固体较为稳定，而水溶液在空气中则易被氧化，两分子还原型谷胱甘肽,(GSH,）的活泼巯基氧化缩合为二硫键，即得到氧化型谷胱甘肽（,GSSG,）。,谷胱甘肽分子量为,307,33,，熔点,189,193(,分解,),，晶体是无色透明细长柱状,(,板状,),，等电点,(PI),为,5,93,，成品见光易分解，易氧化。,在氧化型谷胱甘肽和还原型谷胱甘肽中，只有还原型谷胱甘肽才具有生理活性，而生物体内的氧化型谷胱甘肽需要还原后才能发挥其重要的生理功能。因此，我们在提取谷胱甘肽时，可以在溶液中加入具有强还原性的物质如维生素,C,等，当存在这些强还原性的物质时可以保护谷胱甘肽不容易被氧化。,GS,H的生理功能,1.,抗自由基,保护细胞,2.,解除外源性有毒物质(包括药物)的毒性,3.,促进细胞合成蛋白质,4.,参与转甲基、转丙氨基反应,维持肝细胞正常功能,5.,参与胆红素代谢,6.,促进胆酸代谢,减轻出血倾向,7.,是多种酶的辅基或辅酶,GSH在疾病上的应用,易与碘乙酸、芥子气（一种毒气）、铅、汞、砷等重金属盐络合，也能与某些药物（如扑热息痛）、毒素（如自由基、重金属）等结合，把机体内有害的毒物转化为无害的物质，排泄出体外,。,GSH,与溶血性疾病的治疗,。,保护红细胞膜上的巯基免遭氧化物的损害，保护红细胞膜的完整性，从而维持红细胞的正常的结构与功能。,GSH,与糖尿病的治疗,。,SH参与葡萄糖诱导的胰岛素分泌，血浆中GSH/GSSG的比率可影响细胞对葡萄糖的反应性，此比率的增加可改善糖尿病患者外周胰岛素的作用提高血液中GSH的水平，减少氧化损伤的程度和增加胰岛素的敏感性。,还参与肝炎、角膜炎、白内障及视网膜疾病动脉粥样硬化病的治疗。,GSH,在食品上的应用,1.,面制品加工中的应用：加入面制品中，强化氨基酸作用和还原作用。,2.,奶制品，婴儿食品加工中应用：防止奶制品酶促和非酶促褐变；改善口味；提高奶制品品质。,3.,肉制品，海鲜制品加工中的应用：延长保鲜期，防止罐头褐变；保持食品色泽。,4.,果蔬制品加工中的应用：起维生素,C,类似作用；保持原有营养和诱人色味。,5.,饮料加工中的应用：常以富含谷胱甘肽的酵母提取物添加到饮料中。,GSH,在美容上的应用,白荻多肽，采用了肌肤色素研究中最新的科学技术,研发出独家“谷胱甘肽与高浓度苦参精华”以及其它一些独特成份的多重效果配方,可由内而外双重锁定麦拉宁母细胞,让女人恢复珍珠般的亮白肤质,并且能够淡化顽固的色斑。,白荻多肽就像是一把精密的高端“美白锁”，能够紧密地锁住洛氨酸酶，阻止洛氨酸酶的渗透，以此来达到抑制黑色素形成的目的。,谷胱甘肽，风行欧美,50,年，堪称世纪美白祛斑经典。全面补充白荻多肽和苦参精华，对祛除皱纹、增加肌肤弹性，收缩毛孔、淡化色素,全身美白有极好的功效,.,美白针由传明酸、,VitC,、左旋谷胱甘肽、,VitB,等组成。其中左旋谷胱甘肽也叫还原型谷胱甘肽，有的配方中不是还原型的就没有效果。,市场前景,谷胱甘肽最早于二十世纪九十年代由日本协和发酵株式会社与日本山之内株式会社开始共同研制，1999年，用日本的原料生产的注射用还原型谷胱甘肽在国内上市。据资料显示，2002年谷胱甘肽国内市场销售额为8.02亿元；2003年谷胱甘肽全国市场销售额为13.55亿元，同比增长69.05%；2004年上半年谷胱甘肽全国市场销售额为8.39亿元，比上年同期增长43.11%。单纯国内几个制药企业的需求，估计月需求量就在34吨左右。,目前国内制药企业所用的谷胱甘肽制药原料全部依赖进口，如复华药业、昆明积大制药和重庆药友等。国内目前缺乏批量生产能力，也没有国家审批的原料生产。虽然谷胱甘肽广泛用于食品、医药、化妆品等，但因其提取极为难得，因而价格十分昂贵，主要是医药工业在使用。,生产成本和研究进展,目前，国内市场上还原型谷光甘肽的原料药价格在,4000,元,/kg,以上，而谷胱甘肽的生产成本约,1500,元,/kg,左右,谷胱甘肽的生产方法主要有化学合成法、酶转化法和发酵法。目前，化学合成法和提取法已经工业化，酶转化法正在进行广泛研究，尚未用作GSH的工业化生产。微生物发酵法用于谷胱甘肽的生产是当前世界上主要的生产方法，国外谷胱甘肽的主要产地在日本，国内谷胱甘肽的研究起步较晚，现在主要还是在一些研究院校内，处于研究阶段，没有形成一定的生产规模。,谷胱甘肽的生产工艺,萃取法,萃取法经常用于从高含谷胱甘肽的动植物组织中提取谷胱甘肽的一种常用方法，也是生产谷胱甘肽的经典方法。,化学合成法,基础原料均用的是谷胱甘肽化学式中的三种主要成分即谷氨酸，半胱氨酸和甘氨酸。,酶法,利用生物体含有谷胱甘肽合成酶,L,一谷氨酸,L,一半胱氨酸及甘氨酸为底物，并加少量三磷酸腺苷即合成谷胱甘肽。,发酵法,谷胱甘肽在,1888,年，由,deRey-Pailhade,从酥母中分离出谷胱甘肽以后，谷胱甘肽从酵母中提取的工艺也越来越成熟，并且已经成为目前生产谷胱甘肽普遍采用的方法。,酵母发酵法生产谷胱甘肽,工艺流程图,诱变剂,酵母高产酵母热水抽提离心调,PH,值树脂吸附酸洗脱新鲜的,CuO,沉淀离心沉淀物,H,2,S,置换离心过滤浓缩脱色喷雾干燥成品,菌种的选育：,酵母菌,选育抗乙硫氨酸突变株：,-,谷氨酰半胱氨酸合成酶是催化谷胱甘肽合成的主要酶。他受谷胱甘肽的反馈抑制，乙硫氨酸是谷胱甘肽的结构类似物，低浓度时促进谷胱甘肽的合成，高浓度时要抑制细菌生长和谷胱甘肽的合成。,选育抗锌离子的突变株：,zn,是多种脱氢酶，脱羧酶和肽酶的辅因子，在低浓度时促进细菌生长，当达到一定浓度时能使谷胱甘肽还原酶活性中心变构失活，抑制胞内谷胱甘肽的继续合成。,培养基：,碳源：葡萄糖 蔗糖 糖蜜 葡萄糖是最佳碳源。,氮源：牛肉膏 蛋白胨 酵母膏 牛肉膏是最佳氮源。单一氮源对细胞生长和谷胱甘肽的产量明显优于有机氮源，混合无机氮源对谷胱甘肽的产量有明显的提高。,无机盐离子：微生物在缺乏,Mg,时，不能合成谷胱甘肽；,Mg,过量会抑制谷胱甘肽的合成。在,10mmol/L,时，产量达到最大。,发酵条件的影响：,温度：较高的温度有利于细胞的生长，但是低温更有利于谷胱甘肽的合成。,因此前期控制,37,培养菌体，后期降低温度增加谷胱甘肽的合成。,PH,：细胞生长最适,PH,和产物合成最适,PH,并不一致。一般细胞生长最适,PH,为,7.2,，产物合成最适,PH,为,6.7,。,溶氧：通气量控制在,5L/min,时，搅拌转速达到,300r/min,即可满足细胞生长和谷胱甘肽合成对溶解氧的需求。,前体物质：,1,）谷氨酸 半胱氨酸 甘氨酸混合物。开始时加入会对细胞生长和谷胱甘肽的合成油抑制作用，在发酵,12,小时以后（进入对数生长后期）添加会提高谷胱甘肽的产量。,2,）,ATP,谷胱甘肽的生物合成受两步酶反应影响,1,）,L-,谷氨酸和,L-,半胱氨酸在,-,谷氨酰半胱氨酸合成酶作用下合成,-,谷氨酰半胱氨酸；,2,）,-,谷氨酰半胱氨酸和甘氨酸在谷胱甘肽合成酶作用下合成,GSH.,两步酶反应均需要,ATP,参与,若,ATP,不足则酶反应会受到极大抑制。,0 h,加入,ATP,对菌体生长和,GSH,合成更为有利。,发酵过程的调控,葡萄糖的流加策略,：,只有在葡萄糖几乎耗尽、生长停止时,细胞内才开始大量合成,GSH;,且由于,GSH,是胞内产物,所以在提高生产菌株胞内合成,GSH,能力的同时,还需要在发酵过程中设法提高细胞数,以提高,GSH,的总产量。所以必须加大底物,(,如葡萄糖,),的质量浓度。但过高的葡萄糖浓度会产生,Crabtree,效应,抑制细胞的生长并且目标产物得率会大大下降,因此一般采用后期限量流加葡萄糖的方法,以消除底物抑制,达到高密度细胞培养、延长,GSH,的生产时间的目的。,前体物质的添加,：,在前体氨基酸中,半胱氨酸为,GSH,合成的关键氨基酸,它的存在能明显提高细胞内,GSH,含量及,GSH,的比生产速率,但阻碍细胞量的增加。在发酵过程中半胱氨酸的补加策略应以尽量减少对生长的抑制为原则。,谢谢大家,