谷胱甘肽国内外研究进展

２０１０．４（总第 １５９期）
山东 食 品 发 酵
谷胱 甘肽 国 内外研究进展
刘 超 袁建 国 李 峰
（１．济 南大 学 化学 化工 学 院 山东 济 南 ２５００２２） （２．山东 省食 品发 酵工 程重 点实 验室 山东 济 南 ２５００１３）
摘 要 ：谷 胱 甘肽 （ＧＳＨ）具 有 清 除 自由基 、解 毒 、 延 缓 衰 老 和 抗 疲 劳 等 多种 生 理 功 效 。 在 临床 上 用 于肝 脏 保 护 、 治愈 肿 瘤 和 治 疗 内分 泌 紊 乱 等疾 病 。 本 文 讨论 了谷 胱 甘肽 的性 质 、 生 产 、提 纯 及应 用 。 关 键 词 ：谷胱 甘肽 自由 基 肿 瘤 内 分 泌
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｇ ｌｕｔａｔｈｉｏｎｅ ｃａｎ ａｂｌｅ ｔｏ ｆｒｅｅ ｒａｄｉｃａｌ ｓｃａｖｅｎｇｉｎｇ，ｄｅｔｏｘｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ａｎｔｉ—ａｇｉｎｇ ａｎｄ ａｎｔｉ—ｆａｔｉｇｕｅ．Ｕ ｓｅｄ ｉｎ
ｔｈｅ ｃｌｉｎｉｃａｌ ｌｉｖｅｒ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ，ｃａｎｃｅｒ ｃｕｒｅ，ａｎｄ ｔｒｅａｔｍ ｅｎｔ ｏｆ ｅｎｄｏｃｒｉｎｅ ｄｉｓｏｒｄｅｒｓ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｄｉｓｅａｓｅｓ．Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ｔｈｅ ｎａｔｕｒｅ ｏｆ ｇｌｕｔａｔｈｉｏｎｅ，ｔｈ ｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ． Ｋｅｙ ＷＯｒｄｓ：Ｇｌｕｔａｔｈｉｏｎｅ： ｆｒｅｅ ｒａｄｉｃａｌｓ： ｃａｎｃｅｒ： ｅｎｄｏｃｒ ｉｎｅ
Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｆｏｏｄ Ｆｅｒｍ ｅｎｔａｔｉｏｎ 一７一
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…………一～… ．… … ………一 ２０１０．４（总第１５９期）
还 原 型谷 胱 甘 肽（ＧＳＨ）的活 泼 巯 基 氧化 缩 合 为二 ２ 发酵 法［３－４］生产 谷胱甘 肽
硫 键 ， 即得 到 氧 化 型 谷 胱 甘 肽 （ＧＳＳＧ）。在 氧化
Ｇｌｕｔａｔｈｉｏｎｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ａｔ Ｈｏｍｅ ａｎｄ Ａｂｒｏａｄ ＬＩＵ Ｃｈａｏ’， ＹＵＡＮ Ｊｉａｎ．ｇｕｏ ， ＬＩ Ｆｅｎｇ
（１．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒ ｉｎｇ，Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｊｉｎａｎ，Ｊｉｎａｎ，Ｃｈｉｎａ ２５００２２） （２．Ｆｏｏｄ ｅ Ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｋｅｙ Ｌａｂ ｏｆ Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｊｉｎａｎ ２５００１３，Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ ２５００１３）
谷 胱 甘 肽 （ＧＳＨ）的相 对 分 子 量 为 ３０７．３３，熔 点 为 １８９～ｌ９３℃ ， 晶体 呈 无 色 透 明细 长 粒 状 ，等 电点 为 ５．９３。它 溶 于水 、稀 醇 、液 氨 和 二 甲基 甲 酰胺 ，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
谷胱 甘肽（Ｌ．Ｇｌｕｔａｔｈｉｏｎｅ，ＧＳＨ）是 由谷 氨 酸、
半胱 氨 酸和 甘 氨 酸 经 肽 键 缩 合 而成 的具 有 多种 重
要 生理 功 能 的活性三 肽 ，分 子式 结 构如 图１。谷 胱甘
肽在 １８８８年 由Ｐａｉｌｈａｄｅ在 酵母 中发 现后 直到 上世 纪
七 十 年代 ，国内外 学 者才 对谷 胱甘 肽 的合成 进行 系
统 的研究 。主要 有化 学 合成 法 合 成 工 艺 改进 、固定
化 （酶 ）法生 产谷胱甘肽 以及 发 酵生产谷 胱甘肽 ］。
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图 １谷 胱 甘 肽 的 化学 结构
谷 胱 甘 肽 的 生 产 方 法 归结 起 来 主 要 有 萃 取
型 谷胱 甘 肽（ｏｓｓｏ）和还 原 型谷 胱甘 肽 （ＧＳＨ）中， 法 、化学 合成 法 、酶法 和 发酵 法 。由于 生物 发 酵 只 有还 原 型谷 胱 甘肽 才 具有 生 理 活性 ，而 生 物体 法 与 其它 几种 生 产谷 胱 甘 肽 的方法 相 比具 有 明 显
生 物 学 功 能 ， 不 仅 能 清 除 体 内 氧 离 子 及 其 他 自 由 基 ，具 有 保 护 肝 细 胞 膜 、促 进 肝 脏 酶 活 性 、 抗 氧 化 、 解 毒 和 维 持 红 细 胞 膜 的 完 整 性 等 作 用 ，还 具 有 维 持 ＤＮＡ的 生 物 合 成 、细 胞 的 正 常 生 长 和 细 胞免 役 等 多种 生 理 功 能 。
１ ＧＳＨ的结构 和性 质 谷 胱 甘 肽 （Ｌ．Ｇｌｕｔａｔｈｉｏｎｅ，ＧＳＨ）化 学 名 称 为
Ｙ—Ｌ．谷 氨 酞 一Ｌ．半 胱 氨 酸 ．甘 氨 酸 ，是 由谷 氨 酸 ， 半胱 氨 酸和甘 氨 酸在 Ｙ．Ｌ．谷 氨酸 ．Ｌ．半 胱氨 酸合 成 酶 （ＧｓＨ Ｉ）和 谷胱 甘肽 合成 酶 （ＧＳＨ ＩＩ）这两个 序贯 酶 的存在 下构 成 的活性 三肽 。
内的氧 化 型谷 胱 甘肽 需 要还 原 后才 能 发挥 其 重要 的优越 性 ，如 反 应条 件 温 和 、反应 步 骤 简单 、成
的生理 功 能 。 因此 ，我 们在 提 取谷 胱 甘肽 时 ，可 本低 、转 化效 率 高 、生 产 速率 快 等 ， 因此 己成 为
以在溶 液 中加 入 具 有强 还 原 性 的 物 质 如维 生 素 Ｃ 当今 生 产谷 胱 甘 肽 的主 要方 法 ，也 是 最具 潜 力 的
ＧＳＨ能 保 护 生 物 体 内 蛋 白 质 的巯 基 进 而 维
护 蛋 白质 的 正 常 生 物 活 性 ， 同 时 它 又 是 多 种 酶
的 辅 酶 和 辅 基 ， 有 很 强 的 亲 和 力 ， 能 够 与 多 种
化 学 物 质 及 其 代 谢 物 结 合 ， 因 此 ＧＳＨ具 有 多 种