环状糊精葡萄糖基转移酶的研究
a-环状糊精研究解读
α-环糊精研究报告2013年7月总经办战略工作小组目录第1章环糊精简介 (3)1.1 环糊精基本信息 (3)1.2 α、β和γ-环糊精的异同点 (3)1.2.1 α、β和γ-环糊精的共性 (3)1.2.2 α、β和γ-环糊精的区别 (3)1.3环糊精的功能与应用 (4)1.3.1环糊精功能 (4)1.3.2 环糊精应用 (5)第2章α-环糊精概述 (7)2.1 α-环糊精基本信息 (7)2.2 α-环糊精性状描述 (7)2.3 α-环糊精功能及应用 (7)2.4 α-环糊精市场概况 (9)2.5 有关α-环糊精的发明专利情况 (9)第3章α-环糊精行业重点企业分析 (13)3.1 wacker公司 (13)3.1.1 wacker公司概况 (13)3.1.2 wacker公司环糊精品牌介绍 (13)3.1.3 wacker公司有关α-环糊精的报道 (16)3.1.4 Wacker公司生产环糊精的环保措施 (17)3.2 日本食品化工有限公司 (17)3.2.1 公司简介 (17)3.2.2 业务介绍 (18)3.2.3 环糊精类产品介绍 (19)3.3 日本盐水港精糖株式会社 (20)3.3.1 企业基本信息 (20)3.3.2 环糊精产品介绍 (20)3.4 国内生产α-环糊精厂商一览及其报价 (25)第4章结论与建议 (30)4.1结论 (30)4.2 建议 (31)第1章环糊精简介1.1 环糊精基本信息环糊精(Cyclodextrin，简称CD)是直链淀粉在由芽孢杆菌产生的环糊精葡萄糖基转移酶作用下生成的一系列环状低聚糖的总称，通常含有6~12个D-吡喃葡萄糖单元。
其中研究得较多并且具有重要实际意义的是含有6、7、8个葡萄糖单元的分子，分别称为α(alpha）、β(beta)和γ(gama) -环糊精。
1.2 α、β和γ-环糊精的异同点1.2.1 α、β和γ-环糊精的共性（1）均是糊精两端由若干个葡萄糖分子以环状相互连接合成；（2）均是很微小的纳米粒子；（3）环状结构均具有内侧亲油、外侧亲水的特性；1.2.2 α、β和γ-环糊精的区别葡萄糖单元数分子式内径可消化性水溶性（25℃）JECFA(联合食品添加剂专家委员会)的安全性评价包合性能α-环6个C36H60O300.5-0.6nm 难消化易溶水，12.7g/100ml。
β-环糊精衍生物的研究进展
β-环糊精衍生物的研究进展摘?要环糊精所具有的结构赋予环糊精独特的超分子效应，使得它在许多领域有着非常有前景的应用。
β-环糊精及其衍生物具有适宜的空腔尺寸大小，使得它成为研究的最多的环糊精种类。
本文综合整理了近几年来国内外的β-环糊精衍生物，对环糊精的衍生物以及形成的包合物结构进行了概括性描述，对β环糊精的应用前景进行了展望。
关键词β-环糊精；化学改性；衍生物；主客体包合作用中图分类号 o636 文献标识码 a 文章编号1673-9671-(2012)052-0200-02环糊精是由芽孢杆菌属所产生的葡萄糖基转移酶作用于淀粉而生成的一类环状低聚糖，其最显著的分子特征是具有一个外环亲水、内环疏水并有一定尺寸的立体手型空腔结构，可以包合各种小分子。
由villiers在1891年在软化芽孢杆菌作用后的淀粉中首次发现，并在1903年由schardinger首先分离出两种结晶体，分别命名为α-环糊精（α-cyclodextrin）和β-环糊精（β-cyclodextrin）。
随后经过后续科研工作者的研究，逐渐确定了环糊精的结构为环状葡萄糖单元。
环糊精的结构是由d-吡喃型葡葡萄糖单元通过α-(1-4)-糖苷键连接而成的一类环状低聚麦芽糖，根据环中葡萄糖单元的分子数目不同可以分为α-，β-，γ-以及更大的环状糊精。
对于所有的环糊精种类，β-环糊精由于其适宜的空腔尺寸和无毒的特性使得它更容易包合各种有机小分子尤其是对药品的包合；然而，在各类环糊精的水溶性比较中，β环糊精最低，几乎不溶于水，这使得β-环糊精的应用受到了局限。
对于β-环糊精的难溶性解释是在其环状结构中一个吡喃葡萄糖单元的c2-羟基能够与相邻吡喃葡萄糖单元的c3-羟基形成氢键，因而在环糊精分子内，这些氢键就形成了一个完整的环形全氢键带，使得环糊精成为一个刚性结构。
这样的结构使得β-环糊精在水中的溶解度相比其他环糊精最小，对β环糊精进行改性的一个重要的目的就是提高它在水中的溶解度。
无溶剂法生产β-环状糊精工艺的研究
史 Ｃｉ ｏＡ ＇ ：： 竺 ｈ Ｊ ２ ：＝ ｎＦ ｄ ａｏ ：
无 溶剂 法 生 产 Ｉ 一 状 糊 精工 艺 的研 究 ３ 环 ｝
李 皎 ，杨 国武 ，汪 大敏
（ 陕西 省微 生物研 究所 ，西安
摘
７ ０４ ） １ ０ ３
要 ：目的 ：将超滤 、纳滤技术应用于 一 环状糊精 生产 中 ，得到无溶剂法 生产 卢一环状糊精新 工艺。
１０ ０ ａｔ ００ Ｄ ｌ ｎ的超滤膜联用 ，分离出酶促 反应 过程 中生 成的 一环状糊 精 ，保证产 品 中没 有溶剂溶 剂 的残 留 ， ｏ 真空干燥得成 品 ，最终收率为 ３． ３ ３ ６ ％。结论把膜分离技术应用于 一 环状糊精生产 ，可以得到无 溶剂法生产
口一 状 糊 精 的 新 工 艺 。 环 关 键 词 ： 一 状 糊 精 ；超 滤 ；纳 滤 ；有机 溶 剂 环
中 图分 类 号 ：Ｔ ２２ １ Ｓ０ ． 文献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１０ ２ １ （０ ０ ０ ０３ ０ ０ ６— ５ ３ ２ １ ）１— １６— ６
Ａ ｓｕ ｙ ｏ ｒｐ ｒｔ ｎｏ —ｃ ｃ ｄ ｘｒ ｔｄ ｎｐｅ ａａｉ ｆＢ ｙ ｌ ｅ ｔｎ ｏ Ｊ ｌ ｏ ｉ
Ｍ ｔｏｓ ａｓｖ ｔ ｃ （ ％ ）ａｄ口一ｃｃ ｄｘ ｉ ｌｃｎｔ ｎｆ ａｅｗ ｒ ｇｌｉｉ ｄａｄｌ ｕｆ ｄｕｄ ｒｈ ｏｄ— ｅ ｄ ｓａａｓ ｒｈ ５ ｈ ｃ ａ ｎ ｙｌ ｅｔｎｇｕａｏ ａ ｓ ｒｓ ｅ ｅ ｔ ｚ ｎ ｉ ｅｅ ｎ ｅ ｅｃｎｉ ｏ ｒ ｒ ｅ ｅ ａｎｅ ｑ ｉ ｔ
环糊精
环糊精的应用研究作者：向坤谢涵环糊精（Cyclodexdrin,CD）是有环糊精葡萄糖基转移酶（CGT）作用于淀粉所产生的一组环状低聚糖。
首次发现于1891年，薛定锷（Schardinger）完成了确定CD结构的研究，由于CD具有“内疏水，外亲水”的分子结构，又因CD是手性化合物，这种特殊分子结构赋予CD在各个领域中得以应用。
近年来，对环糊精的研究已在各个领域取得许多成就。
本文在阅读大量文献基础上，着重介绍CD在医药、荧光和磷光、电化学分析及食品环保方面的应用。
以便为充分开发地方植物、药物资源起到重要的参考作用。
1.环糊精的结构环糊精分子结构由6个以上葡萄糖通过α-1，4糖苷键连接而成，呈桶状。
桶内形成疏水性空腔，能吸收一定大小和形状的疏水性小分子物质或基团，形成稳定的非共价复合物。
分别由六，七，八个葡萄糖单体通过α-1，4糖苷键连接而成的环糊精为α-CD,β-CD,γ-CD。
β-CD是已知效果最好的包合材料之一，在三种类型中应用最为广泛，而且已得到美国食品药物管理局的认可。
2.环糊精的应用2.1环糊精在药物上的应用一步法合成药用生物材料磺烷基醚-β-环糊精衍生物。
β-环糊精衍生物由于具有可与水溶性差的药物分子形成超分子包合物以提高药物溶解度等重要性能而被视为一种极具潜力和广泛用途的新型药用生物材料.然而,目前此类衍生物的常用合成方法大多存在反应步骤繁琐、成本昂贵、产出率低、使用有毒且可能造成环境污染的有机溶剂等诸多缺点.有鉴于此,探索高效、环保的新合成方法成为近年来研究的重要课题.报道一种在水溶液中一步合成β-环糊精衍生物的方法.利用这种方法成功制备了磺烷基醚-β-环糊精衍生物——磺丙基醚-β-环糊精(SPE-β-CD)和磺丁基醚-β-环糊精(SBE-β-CD),并对其进行了详细的材料表征和测定了其与常用抗真菌药氟康唑形成超分子包合物时对药物溶解度的增强作用.实验结果表明,在水溶液中一步合成的β-环糊精衍生物不仅在结构上相近于商品化的β-环糊精衍生物,而且在对药物溶解度的增强作用上也至少不低于商品化的β-环糊精衍生物.可见这一简单的一步合成法有可能为医药行业低成本地大量生产β-环糊精衍生物生物材料提供了一条有效的蹊径.磺丁基醚-β-环糊精在巴洛沙星滴眼液制备中的应用磺丁基醚-β-环糊精(SBE-β-CD)在巴洛沙星滴眼液制备中应用的可行性与优势。
OmpA信号肽介导的重组大肠杆菌生产α环糊精葡萄糖基转移酶发酵优化的中期报告
OmpA信号肽介导的重组大肠杆菌生产α环糊精葡萄糖基转移酶发酵优化的中期报告本中期报告旨在介绍重组大肠杆菌利用OmpA信号肽介导生产α环糊精葡萄糖基转移酶的发酵优化进展。
该研究旨在提高产酶效率，优化发酵条件，并探索可能的产酶机制。
1. 引言α环糊精葡萄糖基转移酶是一种重要的酶类生产目标，其广泛应用于食品工业和医药领域。
目前，针对该酶的变源表达已成为一种常用的生产策略。
本研究选择了OmpA信号肽作为带宿主胞外融合表达的策略来提高α环糊精葡萄糖基转移酶的产量。
2. 材料与方法2.1 制备携带OmpA信号肽基因的表达载体通过基因克隆技术，将OmpA信号肽基因插入适当的表达载体中，构建成携带OmpA信号肽基因的表达载体。
经酶切鉴定、序列分析确保载体构建正确。
2.2 重组大肠杆菌的转化与表达将携带OmpA信号肽基因的表达载体导入大肠杆菌中，通过电转化等方法得到重组大肠杆菌。
随后，在适当培养条件下进行表达。
2.3 酶活测定与产酶效率分析收集培养物样品，并用适当的方法提取α环糊精葡萄糖基转移酶。
通过比色法或其他合适的酶活测定方法，测定其酶活。
并对产酶效率进行分析。
3. 结果与讨论3.1 OmpA信号肽介导的重组大肠杆菌表达的优势通过对表达产物的分析发现，使用OmpA信号肽导入外融合表达的重组大肠杆菌具有较高的产酶量，相较于其他表达策略，其表达效率更高。
3.2 发酵条件的优化对培养基成分、温度、pH值等发酵条件进行优化，以提高α环糊精葡萄糖基转移酶的产率。
通过单因素实验和响应曲面法等方法寻找最佳发酵条件，并确定了较优的培养条件。
3.3 潜在的产酶机制探索通过对酶的结构和功能进行深入研究，探索α环糊精葡萄糖基转移酶的可能产酶机制，并对相关调控因子进行分析。
4. 结论本中期报告介绍了基于OmpA信号肽的重组大肠杆菌表达α环糊精葡萄糖基转移酶的发酵优化进展。
通过优化发酵条件和探索可能的产酶机制，我们的研究有望提高α环糊精葡萄糖基转移酶的产量和产酶效率。
β-环状糊精葡萄糖基转移酶发酵染菌的分离和16srDNA分析
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方法 ：我们采用特异性 酚酞筛 选培养基对发酵异常 的发酵液 进行 菌种分 离 ，对分 离得 到的菌株进 行 １ｓ Ｎ ６ｒ Ａ Ｄ
基 因 序 列 分 析 ， 同时 研 究 他 们 的发 酵 过 程 中 光 密 度 、酸 碱 度 、酶 活 指 标 。结 果 ：分 离 得 到 了 一 株 可 以在 碱 性 条 件 下 与 正 常 生 产 菌 共 生 的芽 孢 杆 菌 。 经 过 对 发 酵 过 程 进 行 研 究 ，在 不 同 的发 酵 时 期 中该 菌 的光 密 度 的 变 化
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超分子化学,环糊精
环糊精分子中，C-2 处的羟基易与相邻的吡喃葡萄糖单元 C-3 位的羟基 形成 氢键。由于分子大小适中，β-CD 分子内形成的是环形的全氢键带， 使分子具有 相当的刚性，导致其在水中的溶解度最低(图 2-1)；α-CD 虽 然在理论上有六组 氢键，但由于其结构中有一个葡萄糖基单元处于扭 曲状态，其圆环结构不完全对称，六个吡喃葡萄糖单元之间只形成四个 氢键，空腔内未形成全氢键带，因此在 水中的溶解度大于β-CD；γ-CD 属于非共平面、具有绕性结构的分子，溶解度 大于α-CD 和β-CD。对环 糊精的水溶液和二甲基亚砜溶液进行研究发现，环糊 精羟基与溶剂问 的氢键相对较弱；同时 C-6 位羟基几乎不参与分子内氢键的形 成。
1. 环糊精在分析化学上的应用 （1） 用于色谱分析 CD 包合物的形成，由于其包合物的稳定性 及对客体结构和大小的依赖 性，导致了 CD 在色谱分离中应用 所产生的高选择性。由于 CD 是手性化合 物，可进行分离异构 体，其手段包括薄层色谱、气相色谱、高效液相色谱、亲和色 谱、超临界流体色谱及毛细管电泳色谱，就使用方法而言，可 做固定 相(包括被交联固定化的固定相)、流动相及电泳电解质 溶液的添加剂。 例如用 2，6-二戊基-3-三氟乙酰化(DPTFA)的 α-，β-和 γ-CD 制备的手性毛细管气相 色谱柱，并用来 拆分了 150 多对映体，在高效液相色谱上，CD 作为流动组 分 或固定相。 （2） 用于光谱分析 β-CD 对显色反应具有一定的作用。研究结果 表明，β-CD 对显色反应的 主要特点[20]有： a. 吸收光谱波长一般 变化不大； b. 增敏作用：增敏作用的主要原因是 β-CD 与显色配合 物形成包合物， 抑制金属离子的水解，增强其反应活性； c. 有增 溶、增稳作用； d. 对某些显色体系， 能提高选择性， 这是因被测 金属离子的显色配合物 和干扰离子的配合物被 CD 包合的难易和包 合程度不同的缘故。
环糊精葡萄糖基转移酶
环糊精葡萄糖基转移酶环糊精葡萄糖基转移酶是一种酶，它在微生物、植物和动物体内广泛存在。
它的功能是将葡萄糖基转移至环糊精分子上，形成一种称为环糊精葡萄糖的化合物。
这种化合物具有很多重要的应用领域，包括食品、医药和环境保护等。
首先，环糊精葡萄糖基转移酶在食品领域有着重要的应用。
在食品加工过程中，它可以将葡萄糖基转移到环糊精分子上，形成环糊精葡萄糖。
这种化合物能够增加食品的质地和稳定性，使其更加可口和诱人。
此外，环糊精葡萄糖还能够吸附食品中的有害物质，如重金属和农药残留，起到净化食品的作用。
其次，环糊精葡萄糖基转移酶在医药领域也有重要的应用。
研究发现，环糊精葡萄糖具有抗氧化、抗炎和抗菌的作用，可以帮助人体抵抗疾病。
此外，环糊精葡萄糖还可以将药物转移到靶细胞上，增加药效并减少副作用。
因此，环糊精葡萄糖基转移酶在药物研发和临床治疗中具有广阔的前景。
最后，环糊精葡萄糖基转移酶在环境保护方面也发挥着重要作用。
随着工业化进程的加快，环境污染日益严重，其中包括一些难降解的有机物质。
环糊精葡萄糖基转移酶可以与这些有机物质结合，形成稳定的化合物，从而减少它们对环境的危害。
此外，环糊精葡萄糖还可以用于水质净化和废物处理等方面，提高环境污染治理的效率和效果。
综上所述，环糊精葡萄糖基转移酶在食品、医药和环境领域具有广泛的应用前景。
研究和开发环糊精葡萄糖基转移酶的相关技术和应用，有助于改善食品的质量和安全性，提高药物疗效和减少副作用，同时也推动环境保护和可持续发展。
因此，我们应该加大对环糊精葡萄糖基转移酶的研究力度，发挥其在各个领域的潜在价值，为人类的生活和健康做出更大的贡献。
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α-环状糊精生成酶的研究
材料和方法
环状糊精是由葡萄糖经α-1,4键首尾相连成环状结构的一组化合物。
通常由6、7和8个葡萄糖残基组成，分别命名为α-、β-和γ-环状糊精。
其环状分子结构可以包接其它化合物分子，形成包接化合物，使被包接的物质与外界环境隔绝，具有抗氧化、抗挥发、抗光分解、掩盖异味等作用，因此环状糊精广泛应用于食品、医药、化妆品等行业。
β-环状糊精在水中的溶解度较低，应用受到一定的限制；α-和γ-环状糊精在水中的溶解度较高，更便于使用。
我国目前仅有β-环状糊精实现工业化生产，α-环状糊精曾有人进行过一些研究，尚未投入生产。
我们通过紫外线照射，使一株主要生产β-环状糊精的嗜碱芽孢杆菌发生变异，获得一株产α-环状糊精在50%以上的突变株。
并对该突变株所产生的环状糊精生成酶(Cyclomaltodexdrin glucanotransferase,，简称CGTase)。
的性质进行了研究，本文将报道研究结果。
一. 材料
菌种：
α-CD、βCD：购自Sigma公司。
其余试剂均为国产市售分析纯
二．方法：
（一）酶活力的测定
在10mL比色管，加0.3%可溶性淀粉0.2mL，0.2mol/L，pH10.0的硼酸缓冲液0.2ml，置40℃水浴中预热10分钟，加适当稀释的酶液0.1mL，准确反应10分钟。
加4%的醋酸溶液0.5mL，然后加入0.0004mol/L的I2液3mL，摇匀，用蒸馏水定容至10mL。
立即在700nm 处用光程1cm的比色杯测定吸光度A，以蒸馏水代替酶液作空白对照，测定淀粉液的吸光度A0。
酶活力的定义：在上述条件下，以使淀粉吸光度降低10%所需的酶量定义为一个酶的活力单位。
（A0-A）
酶活力u/mL == ————-×100×稀释倍数
A0
（二）环状糊精的测定：
1.纸层析定性测定
展开剂：65%正丙醇
显色剂：0.2%碘丙酮溶液
上行法，展开两次。
显色后α-CD呈紫色，β-呈黄色，γ-呈褐黄色。
2. 比色法定量测定
⑴试剂
①3.75×10-3mol/L酚酞溶液
精确称取105℃烘干的酚酞0.0597克，溶解于95%的乙醇中，定溶至50mL。
置4℃左右冰箱保存。
使用前用蒸馏水稀释10倍。
②4×102mol/L碳酸钠溶液
精确称取105℃烘干的无水碳酸钠1.0599g，用新煮沸冷却后的蒸馏水溶解并定容至250mL。
③α-CD标准溶液
精确称取105℃烘干的α-CD20mg，用新煮沸并冷却的蒸馏水溶解并定容至25mL。
⑵标准曲线的制作：
在25mL的比色管中，各管分别加入α―CD标准溶液0.4、0.8、1.2、1.6、2.0mL；酚酞工作液2.0mL；振荡1分钟后，加入4×102mol/L的Na2CO3溶液2.5mL；补加蒸馏水至刻度。
立即在721分光光度计上于550nm处测吸光度E DF。
以不加α―CD为对照测定酚酞的吸光度E F，以吸光度减少值△E（△E=E F-E DF）为纵坐标，α―CD浓度为横坐标作标准曲线。
⑶转化液环状糊精浓度的测定
转化液稀释100倍，取2.0mL稀释液，加酚酞工作液2.0mL，振荡1分钟后，加碳酸钠溶液2.5mL。
按上述操作测定，并计算△E，从标准曲线上查出CD浓度，计算转化液的CD含量
（三）转化液淀粉浓度的测定
精确吸取转化液0.5mL，加3N盐酸10mL，煮沸水解3分钟，加酚酞指示剂2滴，用2 NaOH中和至中性，用碘量法测定总糖含量，折算成淀粉浓度。
（四）转化率的测定
由上述方法测得转化液的CD含量和淀粉浓度，按下列公式计算：
CD含量
转化率%=——————×100%
淀粉浓度
结果和讨论
一．酶的性质
1．温度对酶活力的影响：
在不同温度测定酶液活力，结果见图1。
图1显示该酶的最适温度为50℃。
2．温度稳定性：
将酶液在不同温度下，保温放置22小时后，测定残余活力，结果绘于图2。
图2显示该酶在45℃以下稳定。
3．pH对酶活力的影响
用不同pH值的缓冲液测定酶活力，结果见图3。
图3结果显示，酶的最适pH为11。
4．酶的pH稳定性
将酶置于不同pH值的缓冲液中，在20℃保温放置24小时后测定酶活力，结果如图4。
由图4可见，酶在pH8.0—12的范围内稳定。
5．金属离子对酶活力的影响
各种金属离子分别配成0.005 mol/L。
酶液用各种金属离子的溶液适当稀释后。
测定酶活力。
以不加金属离子时的酶活力为100%。
结果如下表1。
表1显示Li、Al和Ca 对酶有激活作用；Ba2+和Fe3+对酶有严重抑制；Ag+、Zn2+、Cu2+、Fe2+对酶有一定的抑制作
6. 酶的K m和V max值
用不同浓度的底物测定反应初速度。
按Lineweaver-Burk双倒数法作图，求得K m= V max为
上述结果显示，该菌株产生的环状糊精酶在45℃以下pH8-12活力稳定，最适pH在酶的pH稳定范围以内，转化pH可控制在最适pH附近，因此确定转化淀粉制备环状糊精的
条件为pH10-11，温度40℃。
转化液层析结果见图6。