α-葡萄糖苷酶的研究综述

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α-葡萄糖苷酶(α-Glucosidase)使用说明

α-葡萄糖苷酶(α-Glucosidase)使用说明

α-葡萄糖苷酶(α-Glucosidase)使用说明货号:G8820规格:1g/5g级别:BR其他名称:α-D-葡萄糖苷酶;α-葡糖苷酶CAS号:9001-42-7提取来源:黑曲霉产品简介:α-葡萄糖苷酶(α-Glucosidase,EC 3.2.1.20)又被称为α-葡萄糖苷水解酶或葡萄糖基转移酶(GTase),是一种α-D-葡萄糖苷酶。

它可以从低聚糖类底物的非还原末端切开α-1,4-糖苷键释放出葡萄糖,或将游离的葡萄糖残基转移到另一糖类底物形成α-1,6-糖苷键,从而得到非发酵性的低聚糖。

α-葡萄糖苷酶来源广泛,在人体糖原的降解和动植物、微生物的糖类代谢方面具有重要的生理功能。

α-葡萄糖苷酶广泛应用于食品和发酵工业、化学工业以及医学应用等行业。

酶活定义:每小时产生1μg葡萄糖所需的酶量定义为一个α-葡萄糖苷酶活力单位。

酶活检测方法:参见QB2525-2001。

产品特性:酶活力:300000U/g最适作用温度:50℃,合适的作用温度:50-55℃。

最适作用pH:5.0,合适的作用pH:4.8-5.4。

外观:淡白色粉末或淡黄色液体,分子量约为68.5KD,无臭无味,溶于水,不溶于乙醚和乙醇。

用途:生化研究。

能水解葡萄糖苷(Glucoside)成葡萄糖和其他组成物质,是一种具有生物催化剂功能的蛋白质。

本产品的建议添加量为800U/g干物质,根据实际情况改变添加量。

抑制剂:铜、钛、钴等金属离子对本品有一定的影响。

铅、铝、锌等金属离子对本品有较强的抑制作用。

贮存:建议密封储藏于干燥、低温的环境中(≤25℃),最好在冷藏条件下(4-8℃)储藏。

25℃以下,液体可以储存3个月,保质期内酶活不会降低于产品标示的活力;4℃以下,可较长时间储存。

α-葡萄糖苷酶抑制活性的测定方法

α-葡萄糖苷酶抑制活性的测定方法
参考文献
[1]Ma C M, Hattori M, Daneshtalab M, et al. Chlorogenic acid derivatives with alkyl chains of different lengths and orientations: potent alpha-glucosidase inhibitors[J]. J Med Chem, 2008,51(19):6188-6194.
(6)0.2mol/L的Na2CO3:称取2.16g Na2CO3于烧杯中,加入适量蒸馏水溶解,并定容到100mL,4℃下保存,备用。
2.2.1.2 PNP标准曲线的绘制
精确称取0.0278g对硝基酚(PNP),加0.01mol/L磷酸缓冲液(pH为6.8)溶解,再用容量瓶定容至10mL,即得20mmol/L母液。用蒸馏水将其母液稀释成浓度分别为1、5、10、20、40、40、80和100μmol/L的标准溶液。取100μl上述标准液,各加入150μL 0.2mol/L的Na2CO3,混匀1 min,再于405 nm处测定其吸光度,得标准曲线方程:y=128.13x+0.3579 (R2 =0.9998),其中y为浓度,x为吸光值。
2.2.1.3α-葡萄糖苷酶抑制活性的测定
测定方法参照Masao Hattori等试验条件,并做调整。实验分为空白组、对照组、样品空白组和样品组,各反应物按表中剂量在96孔板中进行加样,每组3个平行。按表依次加入PBS缓冲液、抑制剂溶液和底物,混合均匀,于37℃水浴保温10min,结束后,取出,加入37℃水浴的酶溶液,充分混匀,于37℃水浴反应20min,结束后加入150μL 0.2mol/L的Na2CO3溶液中止反应。由于PNPG在α-葡萄糖苷酶的作用下能水解产生葡萄糖和PNP,PNP在405nm处有最大吸收,其测定其吸光度,根据公式便可计算出各样品α-葡萄糖苷酶的抑制率及IC50值。

α-葡萄糖苷酶

 α-葡萄糖苷酶

α-葡萄糖苷酶
α-葡萄糖苷酶介绍:
根据国际生化联合会(IVB)采纳的酶学委会(EC)提出的系统命名及系统分类将酶分为6大类:氧化还原酶、转移酶、裂合酶、异构酶、水解酶。

α-葡萄糖苷酶为水解酶的一种。

测定酶类是临床生化检验中常做的项目之一。

α-葡萄糖苷酶正常值:
血清或血浆[20]:
习惯单位:467±135mU/g蛋白质(±s)
法定单位:467±135U/kg蛋白质
α-葡萄糖苷酶临床意义:
(1)羊水细胞、成纤维细胞或尿中α-Glucosidase活力下降或缺乏:Ⅱ型糖原积累症。

(2)血清中α-Glucosidase活力下降:见于男性不育症(如:精索静脉曲张、精子缺乏或精子活动力下降),并常见于输精管切除后。

α-葡萄糖苷酶注意事项:
随羊水细胞培养时间延长G-6-P酶活力增加。

若培养时间过短或未加热处理。

则pH4/pH6值可能对正常胎儿提供错误的数据信息。

(1)α-Glucosidase有二种:一种最适pH是4.0,对热稳定,此酶在Ⅱ型糖原积累症中减少;另一种最适pH为6.0,对热不稳定,且对Ⅱ型糖原积累症无诊断价值。

(2)产前诊断Ⅱ型糖原积累症可通过分析羊水细胞的α-Glueosidase水平来实现。

(3)Ⅱ型糖原积累症患者心脏、骨骼肌、肝、皮肤成纤维细胞、尿和白细胞中α-Glueosidase水平均下降。

α-葡萄糖苷酶检查过程:
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α-葡萄糖苷酶抑制剂的研究进展

α-葡萄糖苷酶抑制剂的研究进展

α2葡萄糖苷酶抑制剂的研究进展厦门市第一医院(361003) 张文婷 综述 方青枝 审校【中图分类号】R97711+5 【文献标识码】A 【文章编号】100222600(2009)022******* 糖尿病是一种多病因引起、以高血糖为特征的内分泌代谢紊乱性疾病。

高血糖是由胰岛素分泌不足、胰岛素抵抗,或二者共同存在而引起。

世界上,糖尿病患者已超过117亿,已成为继心血管疾病和肿瘤之后第三大严重威胁人类健康的非传染性疾病[1]。

临床上,根据糖尿病发病机制不同,主要分为1型糖尿病(胰岛素依赖型)和2型糖尿病(非胰岛素依赖型),我国以2型居多。

治疗2型糖尿病的药物主要分为:(1)胰岛素及类似物:如赖脯胰岛素等;(2)促胰岛素分泌剂:如磺酰脲类;(3)胰岛素增敏剂:如噻唑烷类衍生物;(4)α2葡萄糖苷酶抑制剂:如阿卡波糖等。

本文就α2葡萄糖苷酶抑制剂的研究进展作一综述。

1 α2葡萄糖苷酶抑制剂的作用机制α2葡萄糖苷酶主要由唾液和胰液中α2淀粉酶及小肠刷状缘上皮细胞上的麦芽糖酶、异麦芽糖酶、α2临界糊精酶、蔗糖酶和乳糖酶等组成。

食物中的碳水化合物,如淀粉先经α2淀粉酶水解成麦芽糖、麦芽三糖、异麦芽糖和α2临界糊精等,食物在口腔中停留时间短,所以该过程主要在小肠内进行。

而后,寡糖经小肠刷状缘上皮细胞上各种酶的作用生成葡萄糖及其他单糖,经小肠黏膜细胞吸收而被机体利用。

2型糖尿病患者因胰岛素分泌不足、胰岛素抵抗或二者的共同作用,血液中的葡萄糖进入肝、肌肉和脂肪等组织细胞及在细胞内的氧化利用发生障碍,同时,肝糖输出增多导致高血糖。

由于血糖水平超过肾小管吸收葡萄糖的能力,部分血糖随尿排出而形成糖尿病。

因此,可以通过降低α2葡萄糖苷酶活性,限制或延缓碳水化合物在消化道内分解,达到预防和治疗这类疾病[2]。

α2葡萄糖苷酶抑制剂的结构类似寡糖,能够在寡糖与α2葡萄糖苷酶的结合位点和α2葡萄糖苷酶竞争性结合,抑制酶的活性,减少寡糖分解,从而延缓肠道对单糖特别是葡萄糖吸收,避免了餐后可能发生的血糖过高。

α 葡萄糖苷酶抑制实验原理

α 葡萄糖苷酶抑制实验原理

α 葡萄糖苷酶抑制实验原理
α-葡萄糖苷酶抑制实验的原理主要基于酶的抑制作用。

在适宜的温度和酸碱环境中,α-葡糖苷酶能够催化水解4-硝基苯基-D-吡喃葡萄糖苷,生成对硝基苯酚。

这个过程可以通过酶标仪在420nm处检测到对硝基苯酚的吸光度,从而计算出产物量的变化。

当多酚与α-葡糖苷酶结合生成多酚α--葡糖苷酶络合物时,该络合物引起
α-葡糖苷酶的构象发生改变,改变构象的α-葡糖苷酶对4-硝基苯基-D-吡
喃葡萄糖苷的催化水解作用减弱或消失,从而减少了对硝基苯酚的生成。

通过酶标仪检测吸光度的变化,可以计算出多酚对α-葡糖苷酶的抑制率。

以上信息仅供参考,如需了解更多信息,建议查阅相关文献或咨询专业人士。

_葡萄糖苷酶的研究进展_综述_

_葡萄糖苷酶的研究进展_综述_

安徽农业大学学报,2002,29(4):421~425Journal of A nhui A gricultural U niversityΒ2葡萄糖苷酶的研究进展(综述)α李远华(安徽农业大学农业部茶叶生物技术重点开放实验室,合肥230036)摘 要:Β2葡萄糖苷酶不仅具有纤维素的糖化作用,而且与萜烯类香气前驱体有密切关系。

本文详述了该酶在微生物体中的研究概况,特别是在茶树中的研究进展,以及Β2葡萄糖苷酶基因的克隆和表达。

关键词:Β2葡萄糖苷酶;研究进展 中图分类号:Q55612文献标识码:A文章编号:100022197(2002)0420421205Β2葡萄糖苷酶(EC3,2,1,21),其英文名是:beta gluco sidase,属于水解酶类,存在于自然界许多植物体,还存在于一些酵母、曲霉菌、木霉菌属及细菌体内。

它的特性是可水解结合于未端、非还原性的Β2D2糖苷键,同时释放Β2D2葡萄糖和相应的配基[1];此外还能微弱地水解对硝基苯2Β2D2半乳糖和Β2D2木糖苷。

在纤维素的糖化作用中,Β2葡萄糖苷酶功能是将纤维素二糖和纤维素寡糖水解成葡萄糖。

根霉能在许多种纤维素物质上生长,正是由于它能产生包括Β2葡萄糖苷酶在内的多种纤维素酶所致[2]。

近年来Β2葡萄糖苷酶的研究势头有增无减,除对其微生物体进行研究外,还扩展到其他的作物领域,如茶叶、水果、蔬菜等,主要是该酶与萜烯类香气前驱体有密切关系,使糖苷键合态变成游离态。

另外该酶能水解野黑樱苷,释放HCN,对植物体起到一定的抗病虫害作用。

1 Β-葡萄糖苷酶的研究概况Β2葡萄糖苷酶的研究可以追溯到1837年,L iebig and W oh ler[3]首次在苦杏仁汁中发现了该酶,该酶分布较为广泛,特别是植物的种子和微生物中尤为普遍,杏仁是Β2D2葡萄糖苷酶的最经典的来源。

L ym ar E S[4],K i2Bong O H[5],GuevasL[6],Podsto lsk i,H euser W,Grover A K,J H Sch reier,A shock K Grover,N adia A IT,Shoeyov,M artine L等[3]先后分离纯化了该酶且进行研究,并从黑樱桃[7]、水稻[8]、大豆[9]、木薯[10,11]作物中纯化出Β2葡萄糖苷酶。

糖苷水解酶家族的分类

糖苷水解酶家族的分类

糖苷水解酶家族的分类糖苷水解酶是一类广泛存在于生物体内的酶,其主要功能是水解糖苷键。

根据其催化机制和结构特征的不同,糖苷水解酶可以被分为多个家族。

本文将从分子结构、功能以及应用领域等方面,对糖苷水解酶家族进行分类介绍。

一、α-葡萄糖苷酶家族(GH1家族)α-葡萄糖苷酶家族是糖苷水解酶家族中最大的一个家族,包含了广泛的生物种类。

这类酶能够水解α-葡萄糖苷键,催化底物中的葡萄糖与另一分子之间的键合。

α-葡萄糖苷酶在生物体内起到重要的消化和代谢作用,并且在工业生产中也有广泛的应用,如酿酒、制糖等。

二、β-葡萄糖苷酶家族(GH3家族)β-葡萄糖苷酶家族是另一个重要的糖苷水解酶家族,主要催化底物中的β-葡萄糖苷键的水解。

这类酶在许多生物体中广泛存在,包括细菌、真菌、植物和动物等。

β-葡萄糖苷酶在生物体内参与糖代谢和废物降解等重要生理过程,同时也在食品加工、生物燃料生产等领域具有潜在的应用价值。

三、α-半乳糖苷酶家族(GH4家族)α-半乳糖苷酶家族是一类特殊的糖苷水解酶家族,其特点是能够催化α-半乳糖苷键的水解。

这类酶在乳糖代谢途径中起重要作用,参与乳糖的降解和利用。

α-半乳糖苷酶在乳制品工业中有广泛的应用,如乳糖酶处理乳制品中的乳糖,使其适用于乳糖不耐受的人群。

四、α-木糖苷酶家族(GH31家族)α-木糖苷酶家族是水解α-木糖苷键的酶的家族。

这类酶能够水解底物中的α-木糖苷键,参与木糖的代谢和降解。

α-木糖苷酶在木糖生产和利用过程中发挥重要作用,同时也在生物质降解和生物燃料生产等领域具有潜在的应用价值。

五、α-半乳聚糖苷酶家族(GH42家族)α-半乳聚糖苷酶家族是一类能够水解α-半乳聚糖苷键的酶的家族。

这类酶在底物中水解α-半乳聚糖,生成单糖和低聚糖。

α-半乳聚糖苷酶在乳糖代谢途径中发挥重要作用,参与乳糖的降解和利用。

此外,α-半乳聚糖苷酶还在乳糖低聚糖生产和功能食品制造等领域有广泛应用。

六、α-半乳果糖苷酶家族(GH36家族)α-半乳果糖苷酶家族是一类能够水解α-半乳果糖苷键的酶的家族。

α-葡萄糖苷酶的基本资料

α-葡萄糖苷酶的基本资料

关于α-葡萄糖苷酶的介绍α-葡萄糖苷酶作为淀粉水解酶家族中的重要一员,被广泛应用于食品和发酵工业、化学工业以及临床检测和疾病治疗等领域。

对它的研究一直受到人们的高度重视,多年来α-葡萄糖苷酶在不同领域的应用均产生了很好的经济和社会效益。

1、α-葡萄糖苷酶的简介α-葡萄糖苷酶(EC.3.2.1.20)为淀粉水解酶类中的一种,它又被称为α-葡萄糖苷水解酶或葡萄糖基转移酶(GTase),是一种α-D-葡萄糖苷酶。

主要在细胞外起作用。

它从多糖的非还原末端水解底物的α-葡萄糖苷键,产生α-D-葡萄糖,通常把它们归类于水解酶第3类,主要水解二糖、低聚糖、芳香糖苷,能以蔗糖和多聚糖为底物。

同时,它还具有转糖苷作用,可将低聚糖中的,α-1,4-糖苷键转化成α-1,6-糖苷键或其他形式的链接,从而得到非发酵性的低聚异麦芽糖或糖酯、糖肽等。

按一级结构可将α-葡萄糖苷酶归为水解酶13类的31家族。

α-葡萄糖苷酶通常按底物专一性分为3个类型。

Ⅰ型α-葡萄糖苷酶水解芳基葡萄糖苷如对--硝基苯酚α-D-葡萄糖吡喃苷(pNPG),且水解速率比低聚麦芽糖快。

Ⅱ型α-葡萄糖苷酶对麦芽糖具有高活性,而对芳基葡萄糖苷活性低。

Ⅲ型α-葡萄糖苷酶与Ⅱ型类似,但它水解低聚糖和淀粉的速率基本一样。

2、α-葡萄糖苷酶来源及分布α-葡萄糖苷酶在自然界分布广泛,种类繁多,性质各异,几乎存在于所有生物体内。

目前已经进行研究的α-葡萄糖苷酶除少数来源于植物和动物外,绝大多数均来自于微生物中。

细菌、霉菌及酵母菌等一些菌株能分泌此酶,其中产酶较多的是黑曲霉,市场上销售的α-葡萄糖苷酶产品大都为黑曲霉发酵生产所得。

3、微生物α-葡萄糖苷酶研究现状微生物来源的α-葡萄糖苷酶相对分子量一般在50~120kDa之间。

不同来源的α-葡萄糖苷酶的相性质则差异很大。

同一种属的微生物,除少数外,它们所产生的α-葡萄糖苷酶性质差异也较大。

例如,枯草杆菌属的不同α-葡萄糖苷酶分子量一般在65~120kDa,有些属酸性水解酶,有些属中性水解酶,合适温度各异,底物专一性也不尽相同,有的主要降解直链淀粉、有的水解麦芽糖和低聚麦芽糖、有的具有较宽的底物专一性,可水解多种底物。

土壤中的α-葡萄糖苷酶和β-葡萄糖苷酶

土壤中的α-葡萄糖苷酶和β-葡萄糖苷酶

【主题】土壤中的α-葡萄糖苷酶和β-葡萄糖苷酶一、介绍1.1 土壤中的α-葡萄糖苷酶和β-葡萄糖苷酶的作用在土壤中,α-葡萄糖苷酶和β-葡萄糖苷酶是两种重要的酶类。

它们分别负责将α-葡萄糖苷和β-葡萄糖苷水解为葡萄糖。

这一过程对土壤中有机物的降解和循环起着至关重要的作用。

二、对α-葡萄糖苷酶和β-葡萄糖苷酶的深入了解2.1 α-葡萄糖苷酶的特点α-葡萄糖苷酶是一种能够水解α-葡萄糖苷键的酶,在土壤中起着降解淀粉和其他多糖的作用。

2.2 β-葡萄糖苷酶的特点β-葡萄糖苷酶能够水解β-葡萄糖苷键,主要参与纤维素和木质素的分解过程。

三、α-葡萄糖苷酶和β-葡萄糖苷酶的生态意义3.1 对土壤有机物的分解α-葡萄糖苷酶和β-葡萄糖苷酶通过水解作用,能够将有机物分解为较小的有机分子,促进土壤有机物的循环和降解。

3.2 对植物生长的促进作用通过促进土壤中有机物的分解,α-葡萄糖苷酶和β-葡萄糖苷酶能够释放出植物所需的养分,为植物的生长提供必要的营养物质。

四、α-葡萄糖苷酶和β-葡萄糖苷酶的应用价值4.1 在农业生产中的应用利用α-葡萄糖苷酶和β-葡萄糖苷酶可以有效地分解土壤中的有机物,促进土壤肥力的提高,提高作物产量。

4.2 在环保领域中的应用这两种酶类也可以用于土壤的生物修复和有机废弃物的降解,对于环境保护具有重要意义。

五、个人观点和总结5.1 个人对α-葡萄糖苷酶和β-葡萄糖苷酶的理解在研究过程中,我深刻认识到α-葡萄糖苷酶和β-葡萄糖苷酶对土壤生态系统的重要性。

它们对土壤有机物的分解和循环具有不可替代的作用。

5.2 总结与展望通过对α-葡萄糖苷酶和β-葡萄糖苷酶的深入了解,可以为农业生产、环境保护等领域提供重要的理论和实践支持。

希望未来能够有更多的研究和应用,发挥这两种酶类在可持续发展中的重要作用。

以上便是对土壤中的α-葡萄糖苷酶和β-葡萄糖苷酶的一些深度和广度兼具的探讨,希望对您有所帮助。

土壤是人类生存和发展的重要资源,而土壤中的酶类活性对于土壤的健康和生态系统的平衡至关重要。

来源于天然产物的α-葡萄糖苷酶抑制剂筛选研究进展概述

来源于天然产物的α-葡萄糖苷酶抑制剂筛选研究进展概述
同.
高小 平 、 张蔚 瑜 等 采用 a 一葡 萄糖 苷 酶 、 粉 酶 以及 蔗 糖 酶 活性 测 定 方 法 , 1 6种 经水 煮醇 沉 提 取 淀 对 2 的常用 中药进 行 a ~葡 萄糖 苷 酶抑 制活 性筛 选 . 果 在 0 2 结 . 8mg・mL 反应 体 系 下 , 4种 中药 提 取 物 显 著 2
低血糖 ; 而双 胍类 则 通 过促 进肌 肉等外 周组 织摄 取 葡 萄糖 , 速 糖 的无 氧 酵 解 而 降低 血 糖 , 者 对 降 低 Ⅱ型 加 两 糖 尿 病 患者 的空腹 血糖 均 有较 好 的疗效 , 是 两者 均有 不 同程 度 的副作 用 . 萄糖 苷酶 抑制 剂 类为 第 四类 治 但 葡
对 来 源于 天然 植 物 的 a 一葡 萄 糖苷Байду номын сангаас酶抑 制 剂 的筛选 作 一概 述 .
1 国 内 一葡 萄 糖 苷 酶 抑 制 剂 的筛 选 研 究
目前 , 内许 多学 者 主要是 依 据传 统 中 医药学 治 疗糖 尿病 积 累 的两干 多年 的经 验 , 丰富 的天然 资源 中 国 从
到 22 0 5年 将达 到 5 0亿 . 国现 有糖 尿 病患 者 4千 万 , 世 界 第 二. . 我 据 糖尿 病 主要 有 两 种类 型 : I型糖 尿 病 又
称 胰 岛素 依赖 型糖 尿 病 (DD I M) 约 占糖 尿 病 发 病 率 的 5 ; , Ⅱ型糖 尿 病 又 称 非 胰 岛 素 依 赖 型 糖 尿 病 ( D— NI
餐 后 血 糖 的 目的 . 目前 以 天 然 植 物 和药 物 为来 源 的 a 葡 萄 糖 苷 酶 抑 制 剂 研 究 较 多 , 对 以 天然 植 物 为 来 源 的 a 一 现 一葡 萄 糖 苷 酶 抑 制 剂 的筛选国内外研究进展进行综述. 关 键 词 :一 葡 萄 糖 苷 酶 ; 尿 病 ; 然 植 物 ; 选 a 糖 天 筛

α-葡萄糖苷酶抑制剂的研究进展和趋势

α-葡萄糖苷酶抑制剂的研究进展和趋势

α-葡萄糖苷酶抑制剂的研究进展和趋势熊能;韦圣;胡忠策【摘要】α-葡萄糖苷酶抑制剂是治疗Ⅱ型糖尿病的一类主力药物,能够竞争性抑制小肠中的各种α-葡萄糖苷酶,阻断1,4-糖苷键水解,延缓食物中的碳水化合物水解为葡萄糖的进程,有效地降低餐后血糖水平.α-葡萄糖苷酶抑制剂作为口服降糖药具有使用安全简便、见效快和副作用小等特点.并且对溶酶体堆积病、病毒感染和肿瘤等也有一定的疗效.对新型α-葡萄糖苷酶抑制剂的挖掘和开发意义重大.对α-葡萄糖苷酶抑制剂的作用机理、治疗效果、来源及筛选方法进行了综述,将为研发新结构、高抑制活性和低毒副作用的α-葡萄糖苷酶抑制剂提供新思路.%α-Glucosidase inhibitors are mainstream drugs for the treatment of type 2 diabetes mellitus.T hey can competitively inhibit a variety of α-glucosidases in the small intestine,block the hydrolysis of 1,4-glycosidic bond,delay the hydrolysis of carbohydrates into glucose,and effectively reduce postprandial blood glucose levels.As an oral hypoglycemic agent,α-glucosidase inhibitors are safe and easy to use,have quick efficacy and few side effects.Meanwhile it also has significant efficacies in the treatment of lysosomal storage disorder,antiviral,antitumor and so on.It is of importance to mine and develop novel α-glucosidase inhibitors.In this review,the mechanism,efficacy,source and screening method of α-glucosidase inhibitor were summarized, w hich might provide new ideas for the development of α-glucosidase inhibitors with new structures,higher inhibitory activity,lower toxicity and fewer side effects.【期刊名称】《发酵科技通讯》【年(卷),期】2018(047)001【总页数】7页(P58-64)【关键词】α-葡萄糖苷酶抑制剂;Ⅱ型糖尿病;高通量筛选;生物催化【作者】熊能;韦圣;胡忠策【作者单位】浙江工业大学生物工程学院,浙江杭州310014;浙江工业大学生物工程学院,浙江杭州310014;浙江工业大学生物工程学院,浙江杭州310014【正文语种】中文【中图分类】R977α-葡萄糖苷酶抑制剂作为一类口服降血糖药物,能够抑制人体小肠黏膜刷状缘上的α-葡萄糖苷酶对二糖或寡糖1→4-糖苷键的水解作用,从而有效地降低餐后血糖水平,对Ⅱ-型糖尿病具有良好的疗效[1].阿卡波糖、伏格列波糖和米格列醇是目前作为降糖药上市的α-葡萄糖苷酶抑制剂,由于疗效好、毒副作用较小,在国内外具有可观的市场销量[2].阿卡波糖于1990年由德国拜耳公司开发上市,伏格列波糖于1994年由日本武田制药公司开发上市,米格列醇则是拜耳公司研发的第三代α-葡萄糖苷酶抑制剂,于1997年上市[3].目前国内阿卡波糖产品主要有德国拜耳公司的“拜糖平”、华东医药股份有限公司的“卡博平”和四川宝光药业的“贝希”.伏格列波糖产品主要有日本武田药业的“倍欣”、江苏晨牌药业的“家能”、浙江震元药业的“安立泰”和浙江京新药业的“佳倍舒”.米格列醇的产能及其市场规模也逐年扩大,除四川维奥制药有限公司在2004年上市的“奥恬苹”以外,还包括浙江医药股份有限公司生产的“来平”和山东新时代药业的“瑞舒”.由于α-葡萄糖苷酶抑制剂的市场前景相当乐观,该类药物产能的提高和新药物的研发能够带来很好的经济效益.而近年来该类药物的研发趋势则聚焦于半合成药物的开发和天然产物挖掘.笔者将分别从α-葡萄糖苷酶抑制剂的作用机理、临床疗效和研发进展进行综述,以期为新型α-葡萄糖苷酶抑制剂的研发提供新思路.1 α-葡萄糖苷酶抑制剂类药物1.1 α-葡萄糖苷酶抑制剂的作用机理葡萄糖苷酶能够水解葡萄糖苷键并释放葡萄糖,广泛存在于以碳水化合物为能源的具有细胞结构的生物体内.根据该酶水解糖苷键的类型不同,可将其分为α和β-葡萄糖苷酶,所以可以将葡萄糖苷酶抑制剂分为α和β-葡萄糖苷酶抑制剂[4].人体内的α-葡萄糖苷酶主要存在于小肠黏膜刷状缘上,分为四种类型,分别为麦芽糖酶、异麦芽糖酶、葡糖淀粉酶和蔗糖酶.麦芽糖酶和异麦芽糖酶有两个糖结合位点,葡糖淀粉酶和蔗糖酶有四个糖结合位点,从而相比于前两种酶,它们能够结合更长的糖基链.然而对于非还原末端的糖基链,α-葡萄糖苷酶仅有一个糖结合位点.α-葡萄糖苷酶的作用为水解α-(1→4)-糖苷键,释放出非还原末端的葡萄糖.此外,对α-(1→6)-糖苷键的水解也是淀粉消化的重要过程,如异麦芽糖酶通过水解α-(1→6)-糖苷键消化潘糖(panose)和异麦芽糖等[5].α-葡萄糖苷酶对α-(1→4)-糖苷键的水解过程为α-葡萄糖苷酶抑制剂通过抑制小肠黏膜刷状缘上的消化酶,如蔗糖酶、葡糖淀粉酶和异麦芽糖酶等活性[6],从而延缓机体对葡萄糖的吸收.通过抑制剂对酶活性的动力学研究,可以确定抑制剂的抑制类型,如竞争性、非竞争性、反竞争性以及混合型抑制.如米格列醇、阿卡波糖和伏格列波糖对小肠上α-葡萄糖苷酶的竞争性抑制[6];松树皮提取物对酵母α-葡萄糖苷酶存在非竞争性-反竞争性抑制作用[7];三种唇型科植物的提取物对α-葡萄糖苷酶存在混合型非竞争性-反竞争性抑制作用[8];以及通过引入金属离子化学合成的2,4-二羟基丙醛-氨基酸席夫碱复合物对α-葡萄糖苷酶存在非竞争性抑制作用等[9].与磺脲类等降糖药不同,在治疗过程中米格列醇不会引起体重增加和低血糖症[10].Ⅱ型糖尿病患者单用磺脲类药物导致血糖控制不佳,加用阿卡波糖能够更好地控制血糖[3].1.2 用于治疗Ⅱ-型糖尿病的α-葡萄糖苷酶抑制剂1.2.1 阿卡波糖阿卡波糖是一种微生物来源的寡糖类似物,由游动放线菌规模发酵获得[11].它能够竞争性地抑制小肠黏膜刷状缘上的α-葡萄糖苷酶和其他消化酶对淀粉和寡糖的消化吸收,降低人体餐后血糖水平[12].研究表明其也能够减少Ⅱ-型糖尿病的并发症的发生,并预防患者引起的高血压和心血管疾病等[13].目前报道的阿卡波糖副作用主要为轻度或中度的肠胃不适,如肠胀气、腹胀、腹泻和消化不良.这些副作用是由结肠中的细菌对未消化的碳水化合物进行发酵引起的.调整阿卡波糖的服用剂量能够有效的缓解肠胃紊乱症状.阿卡波糖本身只有很小剂量被人体吸收,因此药物本身引起的副反应微乎其微[13].1.2.2 伏格列波糖伏格列波糖作为N-取代井冈霉醇胺的衍生物,其结构并不类似于葡萄糖苷酶底物.伏格列波糖通过竞争性抑制麦芽糖酶和蔗糖酶,能够延缓对碳水化合物和寡糖物质的消化吸收,并且能够有效控制血糖水平及延缓后续疾病的发生[11].相比于其他的α-葡萄糖苷酶抑制剂,伏格列波糖的副作用更小,但是疗效却不如阿卡波糖[14].过量服用磺脲类药物会引起患者的餐后低血糖症状,而使用低剂量的伏格列波糖能够有效地控制上述症状的发生.并且伏格列波糖也具有抑制氧化应激反应和预防血管内皮功能紊乱的作用[15].伏格列波糖的摄入可能导致肠胃的不适症状,如肠胀气、便秘和腹泻等,上述副作用出现的概率低于阿卡波糖[16].虽然伏格列波糖能够作为治疗Ⅱ-型糖尿病的药物,但是可能引起患者出现头晕和恶心等症状,并且也可能会引起较为严重的肝损害和肠阻塞,所以上述不良症状也影响了对该药物的使用和市场份额[17].1.2.3 米格列醇米格列醇作为1-脱氧野尻霉素的衍生物,是首个假单糖类α-葡萄糖苷酶抑制剂[11],能竞争性抑制小肠黏膜刷状缘上的消化酶类,延缓小肠对寡糖的消化吸收[18].相比于阿卡波糖,两者的疗效相当,但米格列醇所需的剂量更少.虽然该药物能够被人体吸收,但其不被机体代谢并能够迅速经由肾脏排出,研究表明该药物可能不具有全身副作用[10].米格列醇的摄入也可能会引起肠胃不适,如肠胃胀气、恶心、腹痛和腹泻等症状,通过选择适当的剂量,肠胃不适症状可以得到缓解.少数病人还会出现皮疹和低血清铁浓度的不良症状.由于米格列醇主要经由肾脏排出,肾功能受损的病人不适宜使用该种药物[19].阿卡波糖、伏格列波糖和米格列醇的结构式分别为1.3 α-葡萄糖苷酶抑制剂在治疗其他疾病中的应用1.3.1 肥胖症随着肥胖人口在全世界逐年增长,开发一种新型、安全、有效的治疗肥胖疾病的药物显得尤为重要.目前治疗肥胖症的药物很多,但是它们通常存在较为严重的副作用.米格列醇作为抗糖尿病药物,摄入后通常能够减轻体重和改善胰岛素的耐受性,所以可作为一个潜在的治疗肥胖症的新型药物[20].Tormo等将从菜豆(Phaseolus vulgaris)中提取的α-淀粉酶抑制剂(质量分数为50 mg/kg)和从五层龙属植物(Salacia oblonga)中提取的α-葡萄糖苷酶抑制剂(100 mg/kg)应用于高血糖老鼠上,其中血糖的耐受量由原来的(6 850±600) mg/dL变为(4 500±900)mg/dL[21].过量的血糖会导致能量储存,从而引发肥胖.因此Bombardelli等提出了使用α-葡萄糖苷酶抑制剂和α-淀粉酶抑制剂联用的方法,以期达到治疗糖尿病和肥胖症的作用[22].1.3.2 抗病毒感染通过对α-葡萄糖苷酶抑制剂进行化学修饰,可以提高其抗病毒的疗效和安全性,如使用1-脱氧野尻霉素及其衍生物能够扰乱病毒包膜形态的形成,并且能阻止感染了黄病毒和丝状病毒小鼠的死亡和抑制病毒的增殖[23].Whitby等利用α-葡萄糖苷酶抑制剂西戈斯韦(Celgosivir)对牛痢疾病毒(BVDB)进行试验,研究发现感染牛痢疾病毒的细胞所释放的病毒基因明显减少,也可作为潜在的治疗丙型肝炎病毒(HCV)的药物[24].Shu提到α-1,2-葡萄糖苷酶抑制剂美格鲁特(Miglustat)能够抑制埃博拉病毒的聚集与分泌,托瑞米芬(Toremifene)能够预防埃博拉病毒的膜融合,所以两药物的联合使用可能会协同性抑制埃博拉病毒[25].1.3.3 肿瘤α-葡萄糖苷酶抑制剂可以抑制蛋白糖基化和脂类糖基化过程,因而具有治疗癌症的潜在功能[26].Pili等利用栗树精胺(Castanospermine)改变了内皮细胞的糖苷化反应,预防了血管新生,从而对裸鼠肿瘤细胞的生长具有显著的抑制作用[27].Liu 等合成了一系列的α-取代芳香基乙酸酯衍生物,其中部分含有硫脲基的化合物展现出较优的抗肿瘤作用[28].Chinthala等合成了11 种噻唑烷二酮类衍生物,应用体外MTT模型对化合物抗癌细胞作用进行检测,发现有3 种化合物展现了更优的抗癌细胞作用[29].1.3.4 溶酶体堆积病溶酶体堆积病是指基因突变导致的溶酶体酶缺失、酶结构缺陷,或者缺少维持碳水化合物酶活性的辅助蛋白所引起的一类疾病[30],溶酶体堆积疾病主要有戈谢病、法布里病、蓬佩病和亨特氏综合症等.Khanna等利用1-脱氧半乳糖野尻霉素(1-Deoxygalactonojirimycin)对半乳糖苷酶A(α-Gal A)活性缺陷的小鼠进行试验,研究表明小鼠体内的α-葡萄糖苷酶活性显著提高且组织中的酰基鞘氨醇三己糖(GL-3)水平明显减少,有利于法布里病的治疗[31].Machaczka等尝试利用美格鲁特(Miglustat)治疗Ⅰ-型戈谢病,结果表明美格鲁特能够有效地抑制葡糖神经酰胺合酶,但是由于副作用较多,所以还需要提高药物的耐受性以达到最佳治疗效果[32].2 α-葡萄糖苷酶抑制剂的研发进展尽管目前已经上市的α-葡萄糖苷酶抑制剂类降糖药仅有阿卡波糖、伏格列波糖和米格列醇三种,但是该类药物的显著疗效和作用机理上的独特的优势吸引着研究者不断对新型α-葡萄糖苷酶抑制剂进行挖掘和开发.根据药物的来源不同,目前的研究可以分为以下几个方面.2.1 微生物代谢产物微生物的次级代谢可以产生多种α-葡萄糖苷酶抑制剂,通过筛选和基因工程改造等方法能够生产高产量、高纯度的产物.1-脱氧野尻霉素作为α-葡萄糖苷酶抑制剂以及衍生产物的前体物质可通过生物合成途径从微生物中获得.Onose等利用芽孢杆菌DSM704(Bacillus subtilis DSM704)通过加入合适的碳源山梨醇及前体物质2-氨基-2-脱氧-D-甘露醇进行催化,使1-脱氧野尻霉素的产量最高能达到460 mg/L,为微生物法大量生产1-脱氧野尻霉素提供了方法[33].Nina等从内生真菌炭疽菌属(Colletotrichum sp.)的菌丝提取液中分离出具有α-葡萄糖苷酶抑制活性的物质,其中从正己烷中提取的物质展现了最优的抑制效果,抑制率为(68.4±4.1)%.再通过柱色谱分离、GC-MS和光谱数据库比对,确定了起抑制作用的物质为油酸、亚油酸和亚麻酸.这也是首次报道的从该菌属中提取的活性化合物[34].Yamada等从筛选出的链霉菌属U121(Streptomyces sp. U121)和巨大芽孢杆菌属G45C(Bacillus megaterium G45C)的次级代谢成分中检测出能够抑制小肠α-葡萄糖苷酶活性的羟基柠檬酸,其作为食品添加剂具有潜在的治疗糖尿病的作用[35].海洋微生物中也含有大量未发现和利用的代谢产物.EI-Hady等从海绵中分离出了弧菌属(Vibrio sp.)和芽孢杆菌属(Bacillus sp.),并用二氯甲烷对菌株培养液提纯,通过色谱分离技术对各提纯物进行组分分离,而从芽孢杆菌培养液中分离出的二酮哌嗪(Diketopiperazines)对α-葡萄糖苷酶的抑制能力超过了阿卡波糖[36].2.2 天然提取产物从天然植物中可以提取出大量具有α-葡萄糖苷酶抑制效果的有效成分.Deng等将α-葡萄糖苷酶固定在琼脂糖载体上,亲和吸附绿茶提取物中的有效成分,发现表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)、没食子儿茶素没食子酸酯(GCG)和表儿茶素没食子酸酯(ECG)三种儿茶素类化合物具有抑制α-葡萄糖苷酶的能力[37].Nguyen等从26 种植物提取样品中发现疏花卫矛(Euonymus laxiflorus Champ)的树皮树干提取物具有最优的抑制大鼠α-葡萄糖苷酶活性(最低IC50=0.36 mg/mL)的能力,并对酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)和嗜热脂肪芽孢杆菌(Bacillus stearothermophilus)中的α-葡萄糖苷酶活性也具有一定的抑制作用[38].Zhu等分别对从黄芪、平菇和雪莲果中分离纯化出的多糖进行α-葡萄糖苷酶抑制剂活性检测,其中黄芪多糖的抑制效果最优,说明含多糖成分的植物能够作为膳食补充剂,有助于对糖尿病的治疗[39].黄元等对37 种高寒菊科植物提取物进行α-葡萄糖苷酶抑制剂的筛选,首次发现了5 种对α-葡萄糖苷酶具有高抑制效果的物质[40]. 2.3 化学合成与半合成产物利用化学合成或半合成法可以制备新型的α-葡萄糖苷酶抑制剂或对已发现的抑制剂进行结构改良,以期开发出具有高疗效、低副作用的潜在降糖药.Tang等设计并合成了26 种齐墩果酸衍生物,其中的22 种衍生物抑制α-葡萄糖苷酶活性的能力明显高于阿卡波糖[41].Barakat等利用N,N-二甲基巴比妥酸和不饱和羰基化合物衍生物化学合成了具有抑制效果的吡啶-2,4,6-三酮类衍生物,其中一类衍生物对α-葡萄糖苷酶的抑制效果比阿卡波糖高出1 倍多[42].Taha等合成了30 种苯并噻唑衍生物,并通过分子对接的方法验证了这些化合物的抑制活性,其中有25 种化合物对α-葡萄糖苷酶的抑制作用优于阿卡波糖(IC50=(906±6.3) μmol/L)[43].3 α-葡萄糖苷酶抑制剂的新技术和发展趋势研究者通过筛选或合成获得了大量潜在的α-葡萄糖苷酶抑制剂,但为了验证其抑制效果,往往要进行费时费力的筛选工作,即使筛选出有效的α-葡萄糖苷酶抑制剂,也需要对其降血糖效果进行反复验证.国内外研究者在这两个方面进行了一系列创新,这也成为了该类药物的研发趋势.3.1 α-葡萄糖苷酶抑制剂的高通量筛选方法3.1.1 糖尿病动物模型利用化学物质诱导或基因突变的方法使动物出现糖尿病症状,称为糖尿病动物模型.研究中可对糖尿病动物给药并观察其血糖变化,进而确定药物的作用效果.Ablat 等利用烟酰胺-链脲霉素诱导的糖尿病小鼠作为动物筛选模型,对鸦胆子种子萃取物进行了抑制剂活性评估,并证明其有效地降低了血糖水平和提高了胰岛素和糖原含量[44].Shinde等利用海南蒲桃种仁的丙酮提取物对高血糖大鼠进行麦芽糖耐受性试验,发现提取物能够有效地抑制α-葡萄糖苷酶水解麦芽糖[45].Ye等采用中药桑枝的提取物,对糖尿病大鼠进行蔗糖和淀粉的耐受性实验,发现提取物具有与阿卡波糖相似的疗效,从而表明桑枝对α-葡萄糖苷酶具有抑制作用[46].3.1.2 酶抑制剂筛选模型酶抑制剂筛选模型主要有以硝基酚-D-吡喃葡萄糖苷或以淀粉、蔗糖、麦芽糖为底物的体外筛选模型.Arciniegas等分别对黄花稔等的提取物进行抑制剂活性测定,以p-对硝基苯基α-D-吡喃葡糖苷作为底物,发现黄花稔的丙酮提取物具有最高的酶抑制活性,抑制率可达88.52%[47].Dej-Adisai等使用以p-对硝基苯基α-D-吡喃葡糖苷作为底物的酶抑制剂筛选模型,从豆科植物中筛选α-葡萄糖苷酶抑制剂,发现洋金凤叶和紫荆叶的乙醇提取物的酶抑制活性高于阿卡波糖,抑制率分别为95.99%和94.38%[48].以淀粉、蔗糖和麦芽糖为底物的筛选模型更为快捷、简便,并具有定性筛选的特点[49].张冉等通过对酶反应条件的优化,建立了以蔗糖为底物的酶抑制剂筛选模型,并对多种中药提取物的酶抑制活性进行了测定,发现鸭拓草和山慈菇的乙醇提取物具有很强的酶抑制活性,抑制率分别为96.17%和99.36%[50].3.1.3 计算机辅助筛选模型同源建模、分子对接和理性设计等技术能够有效地应用于发现新的α-葡萄糖苷酶抑制剂,并与体外抑制剂筛选模型形成互补.Park等利用分子对接的虚拟筛选方法对85 000 种物质进行筛选,对筛选出的188 种化合物进行体外α-葡萄糖苷酶酶抑制剂模型的检测,发现有13 种化合物的IC50小于50 μmol/L[51].Garlapati等将22 500 种小分子化合物进行模拟筛选,得到了10 种潜在的化合物,并对它们的生物化学活性进行检测,发现有3 种化合物作为α-葡萄糖苷酶抑制剂的IC50小于20 μmol/L[52].3.1.4 其他高通量筛选方法固定化酶和亲和超滤筛选模型等方法也能够用于快速、简便和准确地筛选出新的α-葡萄糖苷酶抑制剂.Xiong等使用接枝聚合法合成了核壳结构的PMMA/CS纳米颗粒载体,然后将α-葡萄糖苷酶固定化在纳米颗粒上,并用其分离和鉴别中草药中具有α-葡萄糖苷酶抑制效果的活性成分,其中从厚朴树皮中分离出的木兰碱(magnoflorine)和异黄酮混合物中分离出的染料木黄酮(Genistein)都表现出了α-葡萄糖苷酶抑制活性.Chen等从匙羹藤提取物中检测出了显著抑制α-葡萄糖苷酶活性的物质,并使用亲和超滤-高效液相-质谱联用技术分离了提取物中的活性组分,其中有9 种组分对α-葡萄糖苷酶具有特异性结合作用,可能成为潜在的酶抑制剂[54].3.2 生物催化在α-葡萄糖苷酶抑制剂研发中的作用传统的化学合成法生产α-葡萄糖苷酶抑制剂成本较为昂贵,从天然产物中提取有效成分的过程较为繁琐,而使用生物催化研发生产α-葡萄糖苷酶抑制剂具有高效和降低成本的优点.以生产1-脱氧野尻霉素及其衍生物为例,Kinast等通过生物催化法将底物1-氨基-1-脱氧-D-山梨醇转化成6-氨基-6-脱氧-L-山梨糖,并偶联加氢反应可以合成高产量的1-脱氧野尻霉素[55].利用微生物催化的方法生产N-丁基-1-脱氧野尻霉素的前体物质,是较为简单和新颖的生产方法.Landis等利用生物催化的方法生产N-丁基-1-脱氧野尻霉素前体物质,通过对催化条件进行优化,前体物质的得率能达到95%,再通过加氢还原可以获得更高产量的N-丁基-1-脱氧野尻霉素[56].生物化学组合法合成米格列醇的重要步骤为氨基山梨糖醇衍生物的生物氧化,所以对生物催化条件的优化有助于米格列醇的合成.顾亚云等利用氧化葡萄糖酸杆菌静息细胞制备米格列醇中间体6-脱氧-6-氨基(N-羟乙基)-α-L-呋喃山梨糖,通过对生物转化条件的优化,合成目的产物的产率为87.5%[57].游庆红等以N-羟乙基葡糖胺为原料,采用单因素试验法优化了米格列醇前体物质的生物催化工艺,在最优转化条件下,底物转化率可达93%[58].4 结论综上所述,α-葡萄糖苷酶抑制剂因其控制糖摄入的作用模式和抑制形式为竞争性抑制的特点,使得它不仅在Ⅱ-型糖尿病的治疗中是一类高疗效、副作用少且安全的治疗药物,并且在抗病毒感染、肿瘤治疗、溶酶体堆积病和肥胖症治疗等方面也具有广阔的应用前景.尽管目前α-葡萄糖苷酶抑制剂类药物仅有3 种进入市场,但通过对微生物的次级代谢产物、天然产物或者化学合成产物进行筛选或开发,结合各种高通量筛选模型或筛选方式,研究者们还在不断地获得新型的α-葡萄糖苷酶抑制剂和候选药物.此外在α-葡萄糖苷酶抑制剂的研发和生产上,具有低成本、高转化率、高选择性特点的生物催化法也逐渐崭露头角.期望上述对α-葡萄糖苷酶抑制剂的研究,能够对新型药物的开发起到一定的借鉴和指导作用.参考文献:[1] FA V D L. 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α葡萄糖苷酶分类

α葡萄糖苷酶分类

α葡萄糖苷酶分类α-葡萄糖苷酶是一类广泛存在于生物体中的酶,其主要功能是催化α-葡萄糖苷的水解反应。

本文将对α-葡萄糖苷酶进行分类和介绍。

一、α-葡萄糖苷酶的分类根据催化反应和底物的不同,α-葡萄糖苷酶可以分为多个亚类。

常见的亚类包括α-amylase(α-淀粉酶)、β-glucosidase(β-葡萄糖苷酶)、α-glucosidase(α-葡萄糖苷酶)等。

1. α-amylase(α-淀粉酶)α-amylase是一类能够催化淀粉水解的酶。

它主要存在于唾液和胰液中,参与食物的消化过程。

α-amylase能够将淀粉分解为糊精、麦芽糊精和麦芽糖等可溶性糖类,为后续消化提供可利用的底物。

2. β-glucosidase(β-葡萄糖苷酶)β-glucosidase是一类能够催化葡萄糖苷的水解反应的酶。

它广泛存在于植物和微生物中,参与多种生物化学反应。

β-glucosidase 能够将葡萄糖苷分解为葡萄糖和相应的配基,如苦杏仁配基和花青素等,具有重要的生物学功能。

3. α-glucosidase(α-葡萄糖苷酶)α-glucosidase是一类能够催化α-葡萄糖苷水解反应的酶。

它主要存在于肠道细胞膜上,参与碳水化合物的消化和吸收。

α-glucosidase能够将α-葡萄糖苷分解为单糖,如葡萄糖、半乳糖和甘露糖等,为人体提供能量和营养。

二、α-葡萄糖苷酶的功能和应用α-葡萄糖苷酶在生物体中具有重要的功能和应用价值。

1. 食物消化α-amylase和α-glucosidase是消化系统中的重要酶类。

它们能够帮助人体消化淀粉和糖类食物,将其分解为可被吸收利用的单糖,提供能量和营养。

2. 生物能源生产α-葡萄糖苷酶可以用于生物质能源的生产。

通过利用微生物中的α-葡萄糖苷酶,可以将植物纤维素等多糖类废弃物转化为可用于发酵生产生物燃料的单糖。

3. 医药领域α-glucosidase是糖尿病治疗中的重要靶标。

通过抑制α-glucosidase的活性,可以减缓肠道吸收葡萄糖的速度,从而控制血糖水平。

α-葡萄糖苷酶测定法

α-葡萄糖苷酶测定法

α-葡萄糖苷酶測定法α-葡萄糖苷酶测定法:原理、应用与意义α-葡萄糖苷酶是一种重要的生物酶,广泛存在于生物体内,并在碳水化合物代谢中起着关键的作用。

为了更好地研究和理解α-葡萄糖苷酶的活性、功能以及与疾病的关系,开发出准确、可靠的α-葡萄糖苷酶测定法显得尤为重要。

本文将详细介绍α-葡萄糖苷酶的测定法,包括其原理、应用和意义。

一、测定法原理α-葡萄糖苷酶测定法基于酶与底物反应的原理。

在存在α-葡萄糖苷酶的情况下,特定底物(如p-硝基苯酚-α-D-吡喃葡萄糖苷,简称pNPG)会被酶水解,生成p-硝基苯酚(pNP)和葡萄糖。

其中,pNP具有明显的黄色,并且在405nm处有最大吸收峰,因此可以通过测量405nm处的吸光度变化,来推算α-葡萄糖苷酶的活性。

二、测定法应用1.生物医学研究:α-葡萄糖苷酶与多种疾病有关,如糖尿病、肥胖症等。

通过测量生物样本(如血液、组织匀浆)中的α-葡萄糖苷酶活性,可以更深入地理解这些疾病的发病机理,并为新药物的开发提供思路。

2.食品工业:在食品加工中,α-葡萄糖苷酶的应用也越来越广泛,如面包发酵、啤酒酿造等。

通过测定法,可以准确地控制酶的使用量,确保产品的质量。

3.环境保护:某些环境污染物也会影响α-葡萄糖苷酶的活性。

因此,该测定法可被用于评估环境污染的程度。

三、测定法的意义1.提供疾病诊断依据:通过比较健康人与患者体内α-葡萄糖苷酶的活性差异,可以为疾病的早期诊断提供依据。

2.指导临床治疗:对于已经确诊的患者,通过监测α-葡萄糖苷酶活性的变化,可以评估治疗效果,指导临床用药。

3.推动相关产业发展:在食品、制药、环保等相关产业中,准确、可靠的α-葡萄糖苷酶测定法是产品开发和质量控制的关键。

随着测定法的不断完善和创新,这些产业也将获得更大的发展空间。

总结α-葡萄糖苷酶测定法作为一种重要的生物酶活性检测方法,不仅为生物医学研究提供了有力的工具,也为食品、环保等相关产业的发展提供了支持。

新型α-葡萄糖苷酶抑制剂筛选及药理作用研究进展

新型α-葡萄糖苷酶抑制剂筛选及药理作用研究进展

第 44 卷第 2 期2021 年 2 月名袷中河么Drug Evaluation Research Vol. 44 No. 2 February 2021新型a-葡萄糖苷酶抑制剂筛选及药理作用研究进展阎成炬h2,郭崇真“2,林建阳1.中国医科大学附属第一医院药学部,辽宁沈阳1100012.中国医科大学药学院,辽宁沈阳110122摘要:a-葡萄糖苷酶抑制剂能有效降低餐后血糖,为临床一线降糖用药之一。

近年来报道了大量新化合物作为a-葡萄糖 苷酶抑制剂,不仅可以起到降糖的作用,而且还具有抗溶酶体堆积病、抗病毒、_抗菌和抗癌的药效。

a-葡萄糖苷酶抑制剂 新型化合物按照产出途径主要有微生物代谢产物、天然产物与化学合成产物。

就近年来开发的多种类型的a-葡萄糖苷酶抑 制剂及其抗癌、抗病毒和抗溶酶体堆积病作用进行了综述’旨在为&葡萄糖苷酶抑制剂或临床前候选药物提供更好的研究方向-关键词:a-葡萄糖苷酶抑制剂;2型糖尿病;作用机制:药理作用;抗病毒;抗溶酶体堆积病中图分类号:R977.1 文献标志码:A 文章编号:1674-6376 (2021) 02-0440-06DOI :10.7501/j.issn. 1674-6376.2021.02.029Research progress of screen and pharmacological effect for novel a-glucosidaseYAN Chengda1'2,GUO Chongzhen1,2,LIN Jianyang1,21. Department of Pharmacy, The First Affiliated Hospital of China Medical University, Shenyang 110001, China2. College of Pharmaceutical Science, China Medical University, Shenyang 110122, ChinaAbstract: Alpha-glucosidase inhibitor is one of the first-line antidiabetic medication which could reduce postprandial blood glucose effectively. In recent years, a substantial number of new compounds have been reported as alpha-glucosidase inhibitors, have multiple physiological effects including hypoglycemic effects, anticancer, antiviral, and anti-lysosomal storage disorders effect. The main types of new alpha-glucosidase inhibitor are microbial metabolites, natural products and chemically synthesized products. This review presents the various types of alpha-glucosidase inhibitors developed in recent years and its pharmacological effects, aimed to provide guidance to alpha-glucosidase inhibitors or clinical candidates.Key words: Alpha-glucosidase; type 2 diabetes mellitus; mechanism of action; pharmacological effect; research progress; antiviral; anti-lysosomal storage disorders糖尿病是一种复杂的代谢性疾病,其临床主要 诊断特点是高血糖。

关于阿卡波糖的综述

关于阿卡波糖的综述

关于阿卡波糖的综述【中图分类号】r587.1【文献标识码】a【文章编号】1674-7526(2012)04-0355-021阿卡波糖的概述阿卡波糖(acarbose,又名卡搏平glucobay,商品名拜糖平或拜糖苹)[1],是德国拜尔(bayer)公司[2]70年代中期研制开发的第一个用于临床的α-葡萄糖苷酶抑制剂。

1990年首先在德国上市,1996年获fda批准在美国上市,阿卡波糖是是治疗ⅱ型糖尿病的一种新药,还用于治疗代谢紊乱病如高血糖和肥胖多脂症[3]。

阿卡波糖的糖化学结构比较复杂,目前工业规模都是通过微生物发酵获得的。

2阿卡波糖的化学性质及作用机理2.1化学性质:阿卡波糖外观为白色或灰白色粉末,可溶于水,pka值为5.1,分子式为c25h43no18,分子量为645.6,化学名为o-{4,6-双去氧-4[(1s,4r,5s,6s)-4,5,6-三羟基-3-羟甲基-2-环已烯基-1-氨基]-α-d-吡喃葡萄糖基}-(1→4)-o-α-d-吡喃葡萄糖基-(1→4)-d-吡喃葡萄糖[4]。

2.2作用机理:阿卡波糖为葡萄糖结构类似物,其中α-糖苷酶抑制剂这些结构可在小肠上部细胞刷缘处和寡糖竞争而与α-糖苷酶相结合,酶上的位点被假寡糖占据后,寡糖的消化吸收即受阻碍,具有剂量相关性限制小肠对碳水化合物的消化能力,从而降低餐后高血糖症和高胰岛素血症。

它主要作用机制是其acarviosine中含有氮,可与α-糖苷酶上结合碳水化合物位点紧密相连,其亲和力远较酶的正常底物(如蔗糖酶-蔗糖)强大,因此它可竞争性抑制葡萄糖苷水解酶,减少多糖及蔗糖分解成葡萄糖,使糖的吸收相应减缓,因此可具有使饭后血糖降低的作用。

3阿卡波糖生产菌株及工艺阿卡波糖由改良菌株actinoplanessp.se50(cbs961.70;atcc31042)通过大规模的多级分批发酵而产生。

无菌发酵发生于30-100m3的含高浓度培养基的发酵罐中,即主要是10%或更高浓度的淀粉水解产物,低葡萄糖水平下连续加入或不加入麦芽糖,并提供一定量营养物质以维持多聚或寡聚麦芽糖糊精等但主要碳源始终处于高浓度。

α-葡萄糖苷酶抑制剂的药理研究进展

α-葡萄糖苷酶抑制剂的药理研究进展

α-葡萄糖苷酶抑制剂的药理研究进展郭风霞;曾阳;徐萌;杨琳【期刊名称】《青海师范大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2011(027)001【摘要】Alpha-Glucosidase is the key enzyme for the normal work of all living things,whose inhibitors can inhibit the activity of its enzyme,block the decomposition of Carbohydrate,and prevent the clipping of oligosaccharide-chains in the biological composition o%α-葡萄糖苷酶是生命体正常运转的关键性酶,α-葡萄糖苷酶抑制剂可抑制α-葡萄糖苷酶的活性,阻断碳水化合物的分解、影响糖脂、糖蛋白生物合成中寡糖链的修剪。

因此,α-葡萄糖苷酶抑制剂不仅可以调节体内糖代谢,还具有抗HIV和抗病毒感染的作用,对治疗和预防糖尿病及其并发症和控制艾滋病的传染等具有重要作用。

【总页数】4页(P63-66)【作者】郭风霞;曾阳;徐萌;杨琳【作者单位】青海师范大学生命地理科学学院,青海西宁810008 ;青海师范大学生命地理科学学院,青海西宁810008 ;青海大学附属医院临床药学科,青海西宁810000 ;青海省第三人民医院临床药学科,青海西宁810007【正文语种】中文【中图分类】O59【相关文献】1.α-葡萄糖苷酶抑制剂的研究进展及食品源抑制剂的开发前景 [J], 聂莹;陈俊帆;苏东海;韭泽悟;李志姣;程永强2.a-葡萄糖苷酶抑制剂的药理作用及研究进展 [J], 王胜红;罗超3.天然产物中α葡萄糖苷酶抑制剂的研究进展 [J], 张姣姣4.α-葡萄糖苷酶抑制剂白藜芦醇苷降低餐后高血糖的研究进展 [J], 张婷; 陶吉红; 毕齐茂; 赵晓辉5.海洋天然产物中α-葡萄糖苷酶抑制剂研究进展 [J], 朱月霞;沈金阳;刘玮炜;邵仲柏;吴小小;吴琦;金叶;刘顺;李姣姣;吉敬;史大华因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

α-葡萄糖苷酶抑制活性的测定方法

α-葡萄糖苷酶抑制活性的测定方法

α-葡萄糖苷酶抑制活性的测定方法2.2实验方法2.2.1α-葡萄糖苷酶抑制活性的测定方法2.2.1.1 反应溶液的制备(1)配制底物PNPG溶液:精确称取0.3766gPNPG,加适量0.1mol/L磷酸缓冲液(pH为6.8)溶解,再用容量瓶准确定容到50mL,配制成25mmol/L的母液。

将母液分别稀释成0.1、0.5、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0mmol/L7个不同梯度的标准品溶液,备用。

(2)配制α-葡萄糖苷酶的酶溶液:将冻干酶粉(酶活力为14u/mg)用0.01mol/L磷酸缓冲液(pH为6.8)溶解,配制成2u/mL的母液。

再将酶液分别稀释,配制成0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、1.0u/mL的酶溶液,备用。

(3)配制DNJ标准溶液(抑制剂):精确称取0.0010g DNJ 标准品,用容量瓶准确定容到10mL,配制成1000μg/mL DNJ标准母液。

将母液分别稀释成、1、5、10、20、40、60μg/mL六个不同梯度的标准品溶液,备用。

(6)0.2mol/L的Na2CO3:称取2.16g Na2CO3于烧杯中,加入适量蒸馏水溶解,并定容到100mL,4℃下保存,备用。

2.2.1.2 PNP标准曲线的绘制精确称取0.0278g对硝基酚(PNP),加0.01mol/L磷酸缓冲液(pH为6.8)溶解,再用容量瓶定容至10mL,即得20mmol/L母液。

用蒸馏水将其母液稀释成浓度分别为1、5、10、20、40、40、80和100μmol/L的标准溶液。

取100μl上述标准液,各加入150μL 0.2mol/L 的Na2CO3,混匀 1 min ,再于405 nm处测定其吸光度,得标准曲线方程:y=128.13x+0.3579 (R2 =0.9998),其中y 为浓度,x为吸光值。

2.2.1.3 α-葡萄糖苷酶抑制活性的测定测定方法参照Masao Hattori等试验条件,并做调整。

α-葡萄糖苷酶的晶体结构

α-葡萄糖苷酶的晶体结构

α-葡萄糖苷酶的晶体结构
目前已有不少研究报道了α-葡萄糖苷酶的晶体结构,其中最为经典的是由Davies等人在1997年发表在《自然》杂志上的文章,他们得到了金黄色葡萄球菌源α-葡萄糖苷酶的高分辨率晶体结构。

这篇文章中报道了α-葡萄糖苷酶的立体结构,这个酶由574个氨基酸残基组成,分子量约为65kDa。

在晶体结构中,这个酶分为两个结构域,一个为大结构域,另一个为小结构域。

其中大结构域含有两个亚结构域,分别为N端和C端亚结构域。

N端亚结构域为α/β型,包含4个串联的细长α螺旋和12个短β折叠结构,其中还含有一个拐角处的长α螺旋。

C端亚结构域则包含5个串联的β折叠结构和一些短的α螺旋。

小结构域为一个单独的α/β型结构域,包含7个串联的细长α螺旋和5个短的β折叠结构。

除了以上结构域之外,该晶体结构中还发现了多个糖基化位点。

通过这些结构,研究人员能够更好地理解α-葡萄糖苷酶的催化机理和底物结合方式,为进一步研究这个酶提供了重要的参考。

α-葡萄糖苷键化合物

α-葡萄糖苷键化合物

α-葡萄糖苷键化合物在有机化学中,α-葡萄糖苷键化合物被广泛研究和应用。

它们不仅在生物学和医学领域有重要作用,还在食品工业和材料科学中扮演着重要角色。

本文将介绍α-葡萄糖苷键化合物的结构、性质以及应用领域,带领读者一窥这一化合物的独特魅力。

我们来了解一下α-葡萄糖苷键化合物的结构。

α-葡萄糖苷键由一个葡萄糖分子与另一种化合物中的羟基或胺基发生缩合反应形成。

这种键结构稳定,具有较高的化学稳定性,使得α-葡萄糖苷键化合物在生物体内能够保持活性,并发挥各种重要的功能。

α-葡萄糖苷键化合物具有多种独特的性质。

首先,它们具有良好的水溶性,使得它们能够在生物体内充分发挥作用。

其次,它们具有较高的化学稳定性,能够在不同的环境条件下保持其结构和功能。

此外,α-葡萄糖苷键化合物还具有一定的选择性,能够与特定的分子或细胞发生特异性的相互作用,从而发挥其生物学功能。

α-葡萄糖苷键化合物在生物学和医学领域有广泛的应用。

例如,一些药物和抗生素中含有α-葡萄糖苷键化合物,它们能够通过与细胞表面的受体结合,发挥治疗作用。

此外,α-葡萄糖苷键化合物还可以用于制备生物传感器和分子探针,用于检测和分析生物体内的分子或细胞。

在食品工业中,α-葡萄糖苷键化合物被用作增稠剂、甜味剂和保鲜剂等,改善食品的口感和质量。

在材料科学领域,α-葡萄糖苷键化合物可以用于制备高分子材料和纳米材料,具有潜在的应用前景。

α-葡萄糖苷键化合物以其独特的结构和性质,以及在生物学、医学、食品工业和材料科学中的广泛应用,展现出其独特魅力。

对于科学家和研究人员来说,进一步深入了解α-葡萄糖苷键化合物的特性和应用潜力,将有助于推动科学技术的发展,并为人类的生活带来更多的福祉。

让我们一同探索和发现α-葡萄糖苷键化合物的奥秘,共同感受其独特魅力。

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α-葡萄糖苷酶的研究综述摘要:α-葡萄糖苷酶(EC3.2.1.20 ) 因在淀粉加工上具有重要作用,其研究多年来一直受到重视。

α-葡萄糖苷酶广泛存在于动物、植物和微生物体内,它可从非还原末端水解低聚糖和多聚糖的α-1,4-葡萄糖苷键,也能作用于淀粉的α-1,6-糖苷键,在高葡萄糖苷受体环境中还可催化转糖苷反应。

研究表明α-葡萄糖苷酶在不同领域的开发和应用都具有很好的经济和社会效益。

关键词:葡萄糖苷酶淀粉水解转糖苷反应研究进展生物技术和酶工程的飞速发展为开发淀粉水解酶提供了技术支持。

淀粉水解酶( 包括转化酶) 是一类以淀粉或不同的糖源为底物,根据水解专一性不同,可将淀粉或糖原降解成不同的单糖、低聚糖和水解多糖的水解酶类。

同时,有些酶还具有转化功能,通过分子内的转糖苷作用,改变低聚糖的糖苷键链接方式。

淀粉酶是生物体内广泛存在的一种水解酶,主要作用于淀粉,如植物体内的淀粉消化、植物根系中淀粉积累、动物体内摄入淀粉的分解、微生物利用碳源等。

特别是具有特殊性质和新的应用领域的酶在工业上具有很重要的作用,它们可广泛应用于食品和发酵工业、化学工业以及医学应用等。

α-葡萄糖苷酶作为淀粉水解酶家族中的重要一员,对它的研究一直受到人们的高度重视,多年来α-葡萄糖苷酶在不同领域的应用均产生了很好的经济和社会效益。

1、α-葡萄糖苷酶的简介α-葡萄糖苷酶(EC.3.2.1.20,α-Glucosidases) 为淀粉水解酶类中的一种,主要在细胞外起作用。

它从多糖的非还原末端水解底物的α-葡萄糖苷键,产生α-D-葡萄糖,通常把它们归类于水解酶第3类,主要水解二糖、低聚糖、芳香糖苷,能以蔗糖和多聚糖为底物。

同时,它还具有转糖苷作用,可将低聚糖中的,α-1,4-糖苷键转化成α-1,6-糖苷键或其他形式的链接,从而得到非发酵性的低聚异麦芽糖或糖酯、糖肽等。

按一级结构可将α-葡萄糖苷酶归为水解酶13类的31家族。

α-葡萄糖苷酶通常按底物专一性分为3个类型。

Ⅰ型α-葡萄糖苷酶水解芳基葡萄糖苷如对--硝基苯酚α-D-葡萄糖吡喃苷(pNPG ) ,且水解速率比低聚麦芽糖快。

Ⅱ型α-葡萄糖苷酶对麦芽糖具有高活性,而对芳基葡萄糖苷活性低。

Ⅲ型α-葡萄糖苷酶与Ⅱ型类似,但它水解低聚糖和淀粉的速率基本一样。

2、α-葡萄糖苷酶来源及分布α-葡萄糖苷酶在自然界分布广泛,种类繁多,性质各异,几乎存在于所有生物体内。

目前已经进行研究的α-葡萄糖苷酶除少数来源于植物和动物外,绝大多数均来自于微生物中。

细菌、霉菌及酵母菌等一些菌株能分泌此酶,其中产酶较多的是黑曲霉,市场上销售的α-葡萄糖苷酶产品大都为黑曲霉发酵生产所得。

3、微生物α-葡萄糖苷酶研究现状微生物来源的α-葡萄糖苷酶相对分子量一般在50~120kDa之间。

不同来源的α-葡萄糖苷酶的相性质则差异很大。

同一种属的微生物,除少数外,它们所产生的α-葡萄糖苷酶性质差异也较大。

例如,枯草杆菌属的不同α-葡萄糖苷酶分子量一般在65~120kDa,有些属酸性水解酶,有些属中性水解酶,最适温度各异,底物专一性也不尽相同,有的主要降解直链淀粉、有的水解麦芽糖和低聚麦芽糖、有的具有较宽的底物专一性,可水解多种底物。

不同的嗜热菌产生的α-葡萄糖苷酶,分子量差异较大,嗜热温度低的为65℃,最高可达到100℃。

3.1枯草杆菌α-葡萄糖苷酶1991年Bradley等研究了嗜热枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis) 和热溶芽孢杆菌(Bacillus caldolyticus) α-葡萄糖苷酶。

2种酶均具有胞内低聚-1,4-α-葡萄糖苷酶活性,经薄层分析,它们水解直链低聚麦芽糖产生麦芽糖和葡萄糖,并水解普鲁兰。

二者均不水解Pnpg、麦芽糖、异麦芽糖、异麦芽三糖或潘糖。

2种酶均由二亚基组成,分子量分别为55kDa和60kDa,最适pH分别为7.5和7.0,对底物p-硝基-α-D-麦芽糖苷的K m分别为2.96mM和1.31mM。

他们在1993年进一步研究了嗜热芽孢枯草杆菌转化株(H-17) α-葡萄糖苷酶。

此酶为胞内酶,具有水解低聚-1,4-糖苷键活性,也可水解直链麦芽低聚糖产生麦芽糖和葡萄糖,同时还具有普鲁兰酶活性,水解普鲁兰产生麦芽糖、葡萄糖及( 异构) 潘糖。

此酶对pNPG、麦芽糖、异麦芽糖、异麦芽三糖、( 异构)潘糖无活性,但对淀粉有轻微的水解作用。

原酶为二亚基,亚基分子量为5.5kDa,等电点pI4.8,最适pH7.5,5Mm Tris溶液可80%抑制其活性,对p-硝基苯酚-α-D麦芽糖苷K m值为1.46Mm,最适酶活力温度65℃,其嗜热活性需要最低浓度0.02%的巯基乙醇或0.005Mm 的EDTA。

氨基酸分析发现H-17株产生的酶与枯草杆菌2S产生的酶相比,前者具有较多数量的疏水氨基酸残基,是酶热稳定性和水解活性增加的原因。

3.2 出芽短梗霉菌胞内α-葡萄糖苷酶出芽短梗霉菌(Aureobasidium pullulasns)可产胞内α-葡萄糖苷酶,1993年Badal等将此酶经Trition X-100溶解、Q-Sephacry处理,羟磷灰石、辛基---琼脂糖柱层析、Sephacryl S -200 (丙烯葡聚糖凝胶) 过滤可纯化124倍,酶活达到316.82 U/mg蛋白。

在50℃时最适Ph4.0,稳定pH范围3.0~6.0,在60℃时稳定,最适活力温度为60℃。

部分纯化的酶分解麦芽糖、异麦芽糖、蔗糖和海藻糖,水解相对速率分别为100,60,47,和50,对多聚糖无活性或活性很低,酶活性不需要金属离子参与。

3.3芽孢杆菌α-葡萄糖苷酶Takii等研究的嗜热脂肪芽孢杆菌( Bacillus stearothmophilus)ATCC12016α-葡萄糖苷酶可从非还原末端专一性水解麦芽糖和α-葡聚糖的α-1,4-糖苷键。

它的核苷酸序列推断为1665个碱基对,由555个残基组成,分子量为6.52kDa。

此酶与蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)ATCC7064、嗜热葡萄糖苷酶地衣芽孢杆菌( Bacillus thermoglucosidasius)KPI006、卡尔斯伯酵母(Saccharomyes carlsbergensis)CBII、枯草杆菌(Bacillus sp.)SAM1606枯草杆菌等的葡萄糖苷酶和变性链球菌(Streptococcus mutans) 的右旋葡萄糖苷酶及大肠杆菌( Escherichia coli)ECLII6 的海藻糖6-磷酸水解酶具有40%~57% 的序列相似性( 所有这些酶均显示出于蜡状芽孢杆菌( B.cereus) 葡萄糖苷酶相似的X衍射二级结构。

他们认为此酶位于N-端的一个活性中心,为(α/B)桶状折叠结构。

2009 年Arzu 等对地衣芽孢杆菌(Geobacillus sp. )A343和嗜热菌A343的嗜热α-葡萄糖苷酶性质进行了研究。

他们从地衣芽孢杆菌A343和嗜热菌A343中部分纯化分离出2种嗜热的α-葡萄糖苷酶。

A343的α-葡萄糖苷酶最适温度60℃、Ph6.8、对pNPG底物的Km值为1.38Mm.A343α-葡萄糖苷酶最适温度65℃、Ph8.5。

通过20种底物专一性和薄层层析分析证明A343α-葡萄糖苷酶具有较高的转糖苷活性,而A343α-葡萄糖苷酶有较宽的底物专一性。

A343α-葡萄糖苷酶底物为麦芽糖、糊精、松二糖、麦芽三糖、麦芽戊糖、麦芽四糖、麦芽六糖、苯基葡萄糖吡喃。

A343α-葡萄糖苷酶更多的水解糊精、松二糖、麦芽糖、苯基葡萄糖吡喃苷、麦芽三糖、麦芽四糖、麦芽戊糖、麦芽六糖、异麦芽糖、蔗糖和曲二糖等的α-1,2、α-1,3、α-1,4、α-1,6键。

60℃保温5h,A343 和A333 的活性保留分别为92 %和83% 。

经试验测试它们能抵抗许多变性剂#抑制剂和金属离子2种α-葡萄糖苷酶的转糖苷活性和淀粉水解能力均具有潜在的开发价值。

3.4 曲霉α-葡萄糖苷酶黑曲霉(Aspergillus niger)在以木薯淀粉为碳源的培养基中可产生2种葡萄糖淀粉水解酶: α-葡萄糖酶和α-淀粉酶。

2种酶经硫酸铵沉淀、离子交换层析和2次凝胶过滤层析可纯化为2种纯酶,葡萄糖淀粉酶1和葡萄糖淀粉酶2,分子量分别为74kDa和96kDa,等电点pI分别为3.8和3.95,最适pH则分别为4.2和4.5,稳定pH范围 3.5~9.0。

这2种酶均有嗜热性,最适温度分别为60℃和65℃,在60℃时酶活性可稳定1h。

酶动力学分析表明2种酶水解支链淀粉均比直链淀粉更有效,说明2种酶均具有α-葡萄糖苷酶的水解活性。

3.5 其他微生物的α-葡萄糖苷酶疏棉状嗜热丝孢菌(Thermomyces lanuginosus)在生长过程中可用右旋糖作为碳源,它们在早期的发育过程中能产生一种具有降解右旋糖的α-葡萄糖苷酶。

酶活高峰期在培养22 h后出现,在菌种培养的稳定期,由于其他蛋白酶的影响,酶的活力极快地降低。

此酶是一种高活性的水解葡聚糖苷的α-葡萄糖苷酶。

4 α-葡萄糖苷酶研究发展趋势1982年日本林原生化研究所成功筛选出α-葡萄糖苷酶生产菌种,使该酶得以实现工业化规模发酵生产,产品大量应用于淀粉加工业和食品工业。

此后,各种新型的α-葡萄糖苷酶及其新的应用受到空前的重视。

从α-葡萄糖苷酶研究的历史进程分析,对它的研究可分为3个方面: ①主要集中在生α-葡萄糖苷酶的微生物菌种的筛选方面,涉及菌种培养、酶活力提高、酶分离纯化和酶的基本理化性质研究;②集中在酶的氨基酸序列分析、酶的结构分析、酶的催化机理研究等; ③集中在酶的应用开发,包括酶的水解底物专一性、酶水解底物的条件和速度、酶催化反应产物及应用开发、新型α-葡萄糖苷酶开发及应用等。

目前,α-葡萄糖苷酶已广泛应用于淀粉水解、酒精发酵、低聚异麦芽糖生产、化学合成、代谢机理研究、临床检测和疾病治疗等领域。

国外对α-葡萄糖苷酶的研究较深入,经文献检索已报道的各类α-葡萄糖苷酶研究达几十种,日本、美国、丹麦等国家已实现微生物发酵α-葡萄糖苷酶的工业化生产。

我国对α-葡萄糖苷酶研究还处于起步阶段,主要集中在第一方面的研究,对酶的结构、催化机制、酶应用和酶产品开发等方面的报道很少,更没有工业化α-葡萄糖苷酶的产品,研究和生产用酶基本上全部依赖进口。

今后我国α-葡萄糖苷酶的研究和产品开发任重而道远。

参考文献:【1】淮海工学院.一种热球菌产高温α-葡萄糖苷酶及其产酶方法:中国,CN101195818A[P].2008-6-11.【2】杨磊,吕明生.超嗜热菌Thermocccus sp.HJ21产高温α-葡萄糖苷酶条件和酶学性质初步研究【J】.食品发酵工业,2008,34(7):1-6.【3】中国科学院微生物研究所.一种新的高温α-葡萄糖苷酶的基因:中国,CN1500869A[P].2004-05-02.【4】汪东武,王治业,彭章普,等。

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