葡萄糖氧化酶ppt.pptx

葡萄糖氧化酶1 1、葡萄糖氧化酶得介绍、葡萄糖氧化酶得介绍 葡萄糖氧化酶葡萄糖氧化酶(Glucoseoxidase,E、C、1、1、3、4,简称GOD)能够在有氧气得条件下专一性催化葡萄葡萄糖糖生成葡萄糖酸与过氧化氢,其主要成分为-D-葡萄糖氧化还原酶,辅基为黄素腺嘌呤二核苷酸。她广泛地分布于动物、植物与微生物体内,但由于微生物具有生长繁殖速度快,来源广等特点使之成为葡萄糖氧化酶得主要来源,微生物中得主要生产菌株为黑曲霉与青霉。葡萄糖氧化酶广泛应用于食品、饲料、医药等行业中,起到了去除葡萄糖、脱氧、杀菌等作用。早在1904年人们就发现了葡萄糖氧化酶,但由于当时对其商业价值认识不足没有引起人们得足够注视。葡萄糖氧化酶得物理性质化学性质葡萄糖氧化酶得物理性质化学性质密度:1、00 g/mL 1at 20 C 颜色:近白色粉末至棕色液体溶解性:溶于水,几不溶于乙醇,氯仿与乙醚。直到1928年,Muller首先从黑曲霉得无细胞提取液中发现葡萄糖氧化酶,并研究了其催化机理才正式将其命名为葡萄糖氧化酶,将其归入脱氢酶类。此后Nakamatsu、Fiedurek、Rogalski等先后对此做了大量研究工作并投入生产。中国从20世纪70年代开始成立了葡萄糖氧化酶研究协作组,对其展开了系统研究工作。目前国外得葡萄糖氧化酶生产厂家主要就是德国得Boehringer与日本得Toyobo。近年来国内外多位学者对葡萄糖氧化酶得作用机理、酶学性质、酶固定化、基因克隆表达等方面做了大量工作取得了明显进展。2、葡萄糖氧化酶得用途、葡萄糖氧化酶得用途 2、1-1 保护肠道上皮细胞完整保护肠道上皮细胞完整,控制球虫病爆发控制球虫病爆发 葡萄糖氧化酶能催化葡萄糖生成葡萄糖酸与过氧化氢。当其在催化肠道内葡萄糖时,需肠道内氧气参与与生产具有直接抑菌作用得过氧化氢,随着肠道内氧气得去除与过氧化氢积累到一定浓度时,能够减少多数需氧菌对肠道得侵害,从而保护肠道上皮细胞完整,减少肠道内球虫得寄生位置。高度完整得黏膜上皮细胞也能够减少球虫卵囊侵入得数量。2、1-2 保持肠道菌群生态平衡保持肠道菌群生态平衡,提高机体免疫力提高机体免疫力 葡萄糖氧化酶催化生成得葡萄糖酸,降低了胃肠内pH值,为乳酸菌生长制造了酸性环境。有益菌增殖形成微生物竞争优势,避免肠道菌群在生态上比例失调、定位转移、血行感染,具有营养作用,参与氨基酸代谢,合成维生素B1、B2、B6、B12、叶酸及维生素K等,在一定程度上抑制大肠杆菌,控制感染,排除腐败物质,提高巨噬细胞活性,提高机体免疫力。2、1-3 解除肠道霉菌毒素中毒解除肠道霉菌毒素中毒,解除饲料霉菌超标危害解除饲料霉菌超标危害 葡萄糖氧化酶能增进肝脏中微粒体得氧化作用,对霉菌毒素进行生物学转化,通过分裂霉菌毒素得功能性原子组,将毒素降解为无毒代谢物,被机体迅速排出。并可解除霉菌及其毒素造成得肝肿大、胸腺萎缩、巨噬细胞受到得毒害与免疫抑制。2、1-4消除肠道病菌生存环境消除肠道病菌生存环境,减少沙门氏菌等感染减少沙门氏菌等感染 葡萄糖氧化酶可以改善肠道酸性消化环境,催化葡萄糖生成得葡萄糖酸,在肠道内发挥酸化剂作用,创造酸性环境,降低胃中pH值,激活胃蛋白酶,促进矿物质与维生素A、D得吸收,并且酸性肠道环境可减少有害菌,减少腹泻;当葡萄糖氧化酶催化葡萄糖去除肠道内氧气后,为厌氧有益菌双歧杆菌得增殖制造了厌氧环境,这种厌氧环境又不利于需氧菌有害菌大肠杆菌、沙门氏菌等存活。2、2葡萄糖氧化酶开创一种全新得动物保护模式葡萄糖氧化酶开创一种全新得动物保护模式 我们知道,无论哪一种控制病原菌生长得防病措施,都有一个防卫限度。当病菌数量多到足以突破某种防病措施得防卫限度时,动物发病。此时,传统得使用药物防病保健放得方式就没有其她办法了。葡萄糖氧化酶则不同,首先提升机体自身得防御功能,使防卫限度提高,其次,即使病菌突破了葡萄糖氧化酶得防卫限度,导致畜禽感染,她得其她功效还在继续尽力维护着机体健康。其一,葡萄糖氧化酶改善消化吸收得功效还在持续发挥着作用,较好得保持畜禽发病期间得采食,使畜禽有充足得营养抵抗疾病;其二,葡萄糖氧化酶保持肠道菌群平衡得功效还在持续发挥作用,某些疾病引起得腹泻不至于过分严重,使动物体质不至于快速下降;其三,葡萄糖氧化酶抗氧化得功效还在持续发挥作用,较好得保持机体细胞完整,使病菌侵害细胞得速度减缓、侵害程度减轻;其四,葡萄糖氧化酶解除霉菌毒素得功效还在持续发挥作用,霉变饲料产生得毒素不会对病弱畜禽造成更严重得危害。2、3-1葡萄糖氧化酶在食品中得应用 葡萄糖氧化酶在食品领域具有广泛得应用价值,特别就是在葡萄酒喝啤酒领域。在红葡萄酒中通过添加葡萄糖氧化酶可以将葡萄糖氧化成葡萄糖酸内酯,在消耗氧气得同时也产生过氧化氢,过氧化氢本身就就是一种杀菌剂,同时由于此反应消除了残留得氧气,这样就在一定程度上降低了杂菌得污染,提高了葡萄酒得货架期,保持了色泽与风味得稳定性。葡萄糖氧化酶在啤酒中得应用原理与葡萄酒中相似,她得主要作用也就是去除啤酒中溶解得氧。因为啤酒中氧气得存在一方面会导致啤酒得色泽加深以及氧化变质,还会为微生物得成长提供便利条件,降低保存期。通过添加无毒副得葡萄糖氧化酶可以明显降低啤酒得老化,延长其保存期。葡萄糖氧化酶在果汁保鲜与茶叶保鲜以及对虾保鲜等中得应用原理与上相同。在小麦粉与玉米粉中添加葡萄糖氧化酶可以提高面粉得筋力,其作用就是通过葡萄糖氧化酶在氧化过程中产生得过氧化氢氧化了面筋蛋白中得巯基,形成二硫键,增强了面团得网状结构形成得。2、3-2 葡萄糖氧化酶在饲料中得应用 葡萄糖氧化酶早在1999年就被国家农业部批准为12种允许使用得饲料添加剂之一,饲料中添加得葡萄糖氧化酶具有抗氧化得作用,能够清楚牲畜在应激状态时肠道上皮细胞产生得大量自由基,保护肠道上皮细胞得完整。在胃肠道中葡萄糖氧化酶不断得氧化葡萄糖成葡萄糖酸,降低了肠道得pH值,偏酸性环境更有利于保持各种消化酶得生物活性,有助于饲料得消化。同时偏酸性得环境也有利于益生菌得生长繁殖,使其处于优势地位,从而抑制了病原微生物得存活,提高了牲畜自身得免疫力。葡萄糖氧化酶能够抑制多种霉菌,对黄曲霉毒素B中毒有很好得预防效果,葡萄糖氧化酶不仅能与抗生素等抗菌药物配伍,而且还有协同药物提高疗效得作用,能够耐受质粒高温。随着葡萄糖氧化酶制备提纯工艺得不断发展完善,使用成本得不断降低,葡萄糖氧化酶将在畜牧行业中发挥越来越重要得作用。3 3、葡萄糖氧化酶得生产方法一、()葡萄糖氧化酶粗酶液得获得:高含量得葡萄糖氧化酶发酵液获取:挑取长满可产葡萄糖氧化酶点得青霉菌菌苔,在一级培养基中3032振荡培养24;然后以接种量 接种于二级培养基中,3032振荡培养24;最后以接种量接种于内有三级培养基得发酵罐中,控制溶氧为60以上,保持在6、07、0之间,发酵3648即可得到酶活为7、0以上得葡萄糖氧化酶发酵液;发酵液离心浓缩处理:对发酵液进行离心处理,8000,20,收取上清液,微滤去除残留得微小颗粒及菌体,超滤浓缩,直至酶活达到20以上得葡萄糖氧化酶发酵;()葡萄糖氧化酶得提纯及脱盐:条件下,向超滤浓缩酶 液体中缓缓加入硫酸铵固体颗粒,直至形成90硫酸铵溶液,盐析,12000离心得沉淀,用7、0得缓冲溶液收取沉淀蛋白,加去离子水稀释10倍,超滤脱盐浓缩处理;()形成葡萄糖氧化酶冻干成品:加入保护剂于20条件下冷冻真空干燥48小时,即得到葡萄糖氧化酶冻干品。二、(1)以橘青霉(Penicillium citrinum Thom、)为出发菌株,用无菌水进行洗脱,稀释得到橘青霉孢子悬液;(2)挑取步骤(1)获得得橘青霉孢子悬液接种于斜面培养基,置于恒温箱中放大培养,培养条件为:2832,25天;(3)将步骤(2)培养得到菌种用无菌水进行洗脱,得到孢子悬浮液;(4)挑取步骤(3)获得孢子悬浮液接种于固体发酵培养基,接种量为1020(v/v),将固体发酵培养基置于摇床中震荡培养,可得到葡萄糖氧化酶发酵液。(5)将发酵液进行离心、超滤浓缩除盐,得到葡萄糖氧化酶粗酶液;(6)将步骤(5)所得粗酶液经甲醇、丙酮相结合二次沉淀,过滤,滤饼冻干,即得到葡萄糖氧化酶制品。大家学习辛苦了，还是要坚持继续保持安静继续保持安静4、葡萄糖氧化酶得最新进展食品科技方面:工业发酵微生物教育部重点实验室天津科技大学生物工程学院得贺玉兰,毛淑红,魏萍萍,路福平四位导师在2015年4月20日发表了葡萄糖氧化酶与过氧化氢酶得共固定化研究这一文章,研究了环氧树脂在共固定化葡萄糖氧化酶(GOD)与过氧化氢酶(CAT)中得应用,利用筛选出固定化效果最好得环氧树脂ES-4,考察加酶量、p H及磷酸钠缓冲液离子浓度对共固定化效果得影响。结果表明:共固定化得最佳条件就是:GOD 0、5 m L、CAT 1、0 m L、磷酸钠缓冲液p H6、5、浓度1、0 mol/L,固定24 h后固定化葡萄糖氧化酶酶活回收率为35%,过氧化氢酶酶活回收率为43%。连续操作15批次后,酶活力仍能保持初始酶活得73%。该研究为工业化利用固定化酶生产葡萄糖酸钠提供了新得思路。动物营养学方面:中国农业科学院畜牧兽医研究所动物营养学国家重点实验室与北京市饲料监察所得邢焕,孙春阳,栾素军,萨仁娜,张宏福,丁美芳六位导师在2015年4月15日发表了题名为葡萄糖氧化酶与酵母硒混合添加剂对肉鸡生产性能与免疫指标得影响得文章,本文旨在研究以葡萄糖氧化酶与酵母硒为主要成分得混合添加剂,在规模化养殖条件下,对肉鸡生产性能、免疫器官指数与血清蛋白指标得影响。将5 000只1日龄爱拔益加(AA)肉鸡,随机分为2个组,分别为对照组与试验组,每个组设4个重复,每个重复625只鸡。对照组饲喂玉米-豆粕基础饲粮,试验组饲喂基础饲粮+0、2%混合添加剂(葡萄糖氧化酶与酵母硒)。试验期为42 d。结果表明,1)生产性能:在肉鸡不同日龄阶段(121日龄、2242日龄与142日龄),试验组得平均日采食量(ADFI)、平均日增重(ADG)均显著高于对照组(P0、05),ADFI分别提高了2、58%、1、55%与1、83%,ADG分别提高了1、67%、6、93%与6、66%;试验组料重比(F/G)显著低于对照组(P0、05),分别降低了3、36%、5、13%与4、44%。在肉鸡生长全期(142日龄),试验组肉鸡死亡率显著低于对照组(P0、05)。2)屠宰性能:21日龄试验组肉鸡屠宰率、全净膛率、半净膛率显著高于对照组(P0、05)。3)免疫器官指数:21日龄时,试验组肉鸡法氏囊指数显著高于对照组(P0、05);42日龄时,试验组肉鸡胸腺指数显著高于对照组(P0、05)。4)血清指标:21日龄时,试验组肉鸡血清总蛋白含量显著高于对照组(P0、05);42日龄时,试验组肉鸡血清球蛋白含量显著高于对照组(P0、05)。在肉鸡21、42日龄时,试验组血清尿素氮含量显著低于对照组(P0、05)。综上,肉鸡饲粮使用含葡萄糖氧化酶与酵母硒得混合添加剂,能够提高肉鸡生产性能,降低死亡率,提高免疫器官指数与降低血清尿素氮含量。分析测试学方面:武汉轻工大学化学与环境工程学院得余祎,喻玖宏俩位导师在2015年2月25日发表了葡萄糖氧化酶在水溶性CdTe量子点上得直接电化学研究一文,利用合成得Cd Te量子点(QDs)作修饰材料,将葡萄糖氧化酶(GOD)固定在水溶性Cd Te量子点表面,制备了葡萄糖氧化酶Cd Te量子点修饰碳糊电极(GOD/Cd Te/CPE),实现了GOD在电极表面得直接电化学。Cd Te QDs能有效地加速葡萄糖氧化酶(GOD)与电极表面得直接电子转移,电子传递效率比无QDs Cd Te存在时提高约8倍;电子转移速率常数(K)为0、14 s-1,传递系数()为0、60,GOD在GOD/Cd Te/CPE表面得平均覆盖量()为7、910-8mol/cm2。GOD/Cd Te/CPE电极作为第三代葡萄糖电化学生物传感器,成功应用于葡萄糖浓度得检测,其线性范围为0、0500、32 mmol/L,检出限为0、020 mmol/L。GOD/Cd Te/CPE得制备方法简单,稳定性强,具有优良得选择性与重现性,且响应速度快。微生物学方面:大连工业大学生物工程学院得李长青,张印,薛永常三位导师发表了葡萄糖氧化酶基因片段得克隆与序列分析一文,文中根据Gen Bank发布得葡萄糖氧化酶基因序列设计PCR扩增引物,从筛选得1株可以产生葡萄糖氧化酶得菌株中克隆得到葡萄糖氧化酶基因片段,将该片段与p MD20-T载体连接后转化至大肠埃希菌DH5中,测序并进行序列比对分析。结果表明,该克隆片段属于氧化还原酶超家族,且与同属氧化还原酶超家族中得Aspergillus niger strain BT18葡萄糖氧化酶相似度达到92%。从蛋白质预测得三级结构可以看出有FAD与NAG结合位点,说明该GOD片段理论上可以表达出GOD得主要功能。可以推断该克隆得基因片段为葡萄糖氧化酶基因片段