r-聚谷氨酸

γ-聚谷氨酸合成酶的 研究进展
• pgsB的表达蛋白（不含跨膜区）可与ATP结 合催化ATP水解，为γ-聚谷氨酸的合成提供 能量，pgsC蛋白（含4个跨膜区）高度保守， 为疏水性蛋白。PgsA蛋白在N端含一个跨膜 区，为亲水性稳定蛋白。
γ-聚谷氨酸检测技术
• 定性检测：实验采用的检测通常是用红外 光谱技术，与公司生产的γ-聚谷氨酸的标准 光谱图对照，以检测产物是否为γ-聚谷氨酸， 或是通过核磁共振来确定分子式。 • 定量检测：高效液相色谱法 27h 酶水解法 2-5h 黏度计法 快速 紫外分光光度法 快速
固体发酵：以黄豆 作为基本培养物， 所得γ-聚谷氨酸的 产量比液体发酵高， 只是固体发酵也存 在困境。
培养基的优化配置
液体发酵： 普遍 使用的碳源为葡 萄糖，氮源为酵 母粉、牛肉膏、 蛋白胨、豆粕等， 大多数的培养基 都含有谷氨酸钠。
固体发酵：以黄豆 作为基本培养基。 提议可用豆粕。
四株纳豆芽孢杆菌产γ-PGA 的平均产量
γ-聚谷氨酸（γ-PGA）应用 研究进展
• 农业生产
农用的塑料制品 应用于干旱防治，沙漠、荒山等的绿化。 显著的增肥作用。
γ-聚谷氨酸（γ-PGA）应用 研究进展
• 重金属污染治理
γ-聚谷氨酸对铬，镍等众多重金属都有 络合反应或吸附作用，尤其对铜离子吸附 作用很强，因此可用于污水处理。
γ-聚谷氨酸（γ-PGA）应用 研究进展
• 食品加工 γ-聚谷氨酸可降解且安全无毒，对食品风 味无影响，可作为食品添加剂：含矿物质 的食品的除涩剂，冰淇林的稳定剂，果汁 类饮料的增稠剂。 蔬菜水果的防冻保鲜剂。 作为载体螯合钙做新型的钙制剂。 应用于人体重金属中毒。
γ-聚谷氨酸（γ-PGA）应用 研究进展
• 其他应用 吸水纸，纸尿裤，卫生巾，餐巾纸，湿巾 纸，药棉，吸汗内衣，抹布的制造材料。 天然的美容面膜，保湿或滋润类化妆品的 有效成分。 护发素的有效成分，头发定型剂，表皮缓 释因子。 牙齿修复剂。
γ-聚谷氨酸（γ-PGA）的 研究进展
γ-聚谷氨酸
目
1
录
背景 γ-聚谷氨酸发酵生产 γ-聚谷氨酸的合成酶 γ-聚谷氨酸的检测技术 γ-聚谷氨酸的应用
2
3
4
5
背景
• 1937 年Ivanovics 等首次于炭疽芽孢杆菌的夹膜
中发现γ-PGA, 1942 年Bovarnick 等人发现有些
芽孢杆菌属细菌能通过发酵培养积累γ-PGA。
γ-聚谷氨酸合成酶的 研究进展
• γ-聚谷氨酸的合成基因共有capA,capB,capC， capE和pgsA，pgsB，pgsC，pgsE,其中capB和 capC主要负责γ-聚谷氨酸的聚合，而capA和 capE主要负责γ-聚谷氨酸的转运。这些合成 基因的表达物组成复合酶系以谷氨酸为底 物催化γ-聚谷氨酸的合成。
• γ-聚谷氨酸（γ-Polyglutamic acid，γ-PGA）是一
种由D-或L-谷氨酸通过α-氨基和γ-羧基形成γ-酰
胺键结合而成的阴离子聚合物。
γ -PGA的结构式
背景
无毒性 可降解性
可食用性
γ-PGA
保湿性
成膜性
粘结性
γ-聚谷氨酸发酵生产 研究进展
菌种来源
发酵方法
γ-PGA的发酵生产
培养基的优化配置 分离纯化方法 现状与前景讨论
菌种来源
1
从豆制品或土壤 中或日本纳豆、 豆瓣酱、酱大蒜、 酱黄瓜等传统酱 类食品自行筛选。
2
由实验室保藏γ聚谷氨酸产生菌 为出发菌经诱变 筛选出高产菌种。
3ห้องสมุดไป่ตู้
运用基因工程将 产γ-聚谷氨酸的 基因连接到载体 导入大肠杆菌。
发酵方法
液体发酵：研究者 绝大多数止于摇瓶 培养，所用摇瓶的 体积大都250ml和 500ml,装液量为 10%-20%之间，发 酵时间为24-72h之 间。
背景
γ-PGA的应用研究进展
γ-PGA
四大方面
医药制造
农业生产
重金属污 染治理
食品加工
γ-聚谷氨酸（γ-PGA）应用 研究进展
• 医药制造 作为载体：转运或联合转运或磁铁靶向转 运药物（疫苗，抗肿瘤药物，抗病毒药物， 激素类药物等）、基因。
γ-聚谷氨酸（γ-PGA）应用 研究进展
自身起作用： 恢复甚至重造肌肤的自我润湿系统。 对头发上的毛鳞片损伤有修复作用。 对眼角膜损伤具有一定的修复作用。 对脂质代谢有调控作用。 可减弱鼠科动物呼吸道哮喘的炎症。 新型安全无害的生物胶带。 交联后制成水凝胶。
分离纯化方法
液体发酵：有 机溶剂法、化 学沉淀法、膜 分离沉淀法。
固体发酵：对产 物的处理与液体 发酵用乙醇沉淀 的有机沉淀法基 本一致。
沉淀法
现状与前景的讨论
液体发酵：产 率较低，可运 用基因工程对 微生物进行定 向改造的技术， 尽快的可工业 化生产到高产 菌种。
固体发酵：产量 高，不易产物提 取，生产成本太 高。可在培养基 和分离纯化工艺 上优化。