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谷胱甘肽化学与酶法合成

谷胱甘肽化学与酶法合成
谷胱甘肽化学与酶法合成

谷胱甘肽化学法和酶法合成

1 化学性质

谷胱甘肽(glutathione,GSH)是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸结合而成的三肽,半胱氨酸上的巯基为其活性基团(故谷胱甘肽常简写为G-SH)分子式为C10H17N3O6S,分子量为307.32348,熔点为189~193℃,晶体呈无色透明细长拉状,等电点为5.93。GSH有还原型(G-SH)和氧化型(G-S-S-G)两种形式,在生理条件下以还原型GSH占绝大多数。谷胱甘肽还原酶催化两型间的互变。该酶的辅酶为磷酸糖旁路代谢提供的NADPH。

图1 GSH的结构式

2 药理作用

GSH可促进糖、脂肪及蛋白质代谢,加速自由基排泄,保护肝脏的合成、解毒、灭活激素等功能。

3 谷胱甘肽的生产方法

1888年,GSH首先从酵母中分离出来。日本1983年进行了含量较多的GSH 酵母的生产,其后又研究了GSH提取、分离技术及分析检测方法。目前国外实现了GSH规模生产。世界主要的氨基酸制造商Kyowa,Aji-nomoto和Degussa 等都相继投巨资于氨基酸的研究与开发,仅Kyowa 1998年氨基酸的研究与开发就耗费达1.9亿美元,而GSH是其重点之一,Kyowa目前是GSH主要的供应商。目前GSH的主要生产方法有:萃取法、发酵法、酶法和化学合成法。

3.1萃取法

萃取法主要是通过萃取和沉淀的方法从GSH含量比较高的动植物组织中将GSH分离提取的一种方法,GSH的早期生产都是采用萃取法,是生产GSH的经典方法,也是发酵法生产流程中的下游过程基础。其工艺路线如下图:

图2 GSH发酵法工艺路线图

该方法的不足:由于GSH在组织中含量极低,可用原料少,制备的纯度和收率都不高,故在实际生产中应用不广泛。

3.2酶法

在酶催化合成GSH中,几种关键的化合物和条件包括:GS HⅠ和GS HⅡ、氨基酸原料(L-谷氨酸、甘氨酸和L-半胱氨酸)、ATP、保持GS HⅠ和GSHⅡ活性所必需的辅因子(Mg2+)和一个适当的pH值环境。合成中,需求大量ATP,给GSH的工业化生产带来麻烦,大大提高了GSH生物合成的成本,所以只能寻求一个ATP生成系统来藕联ATP消耗系统。两种系统同在一种生物体内的称为自藕联系统,在多种生物体内的称为共藕联系统。自藕联系统研究的比较少,因为很难找到一种生物体同时含有ATP生成系统和ATP消耗系统。

Murata等人发现酒酵解菌(s.cerevisae)中的葡萄糖是最简单的ATP生产系统之一,可以提供足量的ATP用来GSH的生物合成。酶催化法合成GSH的浓度可以达到99/l,但是所用的氨基酸原料比较贵,提高了GSH生物合成的成本。

3.3发酵法

生物发酵法是利用廉价的糖作为原料,利用微生物体内物质的代谢途径来合成GSH的方法。由于发酵法所使用的细菌或酵母容易培养,加之生产方法及工艺的不断改进和完善,因此微生物发酵法已成为目前GSH工业化生产的最普遍方法。在工业上,生物发酵法一般都选用s.eerevisae和Candidautilis为原料进行发酵。

一般情况下,微生物细胞中GSH含量不高,仅为细胞干重的0.1~1.0%。过高含量的GSH容易破坏体内业已平衡的氧化还原环境,GSH是胞内产物,实际生产过程中需要进行提取,较低的含量无疑会大大提高生产成本。因此,发酵法生产GSH的关键问题在于如何提高细胞密度以及细胞内的GSH含量。二者的有机结合将有利于GSH产量的大幅度提高。

发酵法己成为目前生产GSH的最通用的方法。但也存在着生产菌株中GSH 含量较低,提取困难,成本造价高、产率不稳定等问题。

3.4 化学合成法

化学合成法生产GSH始于七十年代,是将L-Glu、L-Cys和Gly经过一系列化学反应缩合成GSH,大体上是经过基团保护,缩合,脱保护,三个阶段。目前化学合成法生产工艺比较成熟。但是化学合成方法比较复杂,反应步骤多、反应时间长、成本高、操作复杂、可能会发生消旋而影响活性、环境污染等多种不利因素,所以有关GSH的化学合成研究不如生物合成那么广泛。而且由于经济利益的因素,很多有关化学合成GSH的专利和期刊都没有公开报道。

3.5 化学-酶法合成

化学-酶法合成,即先用化学方法合成S-苄基甘氨酰半胱氨酸,再与谷氨酸在生物催化酶谷氨酰转肽酶的作用下生成GSH。

S-苄基-谷胱甘肽的产率受到酶纯度的严重影响,而该酶的分离纯化工作量非常大,成本高。应用谷胱甘肽转肽酶催化合成S-苄基-谷胱甘肽,需要通过基因工程手段提高谷氨酰转肽酶的酶活和转肽反应的选择性。

4 GSH的化学-酶法合成可行性分析

化学-酶法合成GSH步骤:①用Bzl对半胱氨酸的巯基进行保护;②用Z 保护基对半胱氨酸的氨基进行保护;③活化半胱氨酸的羧基;④采用成酯的方式对甘氨酸的羧基进行保护;⑤保护后的半胱氨酸和甘氨酸反应;⑥反应后产物SBCGM与L-谷胱酰胺在酶的作用下发生反应,生成L-谷胱酰SBCGM;

合成路线如下:

图3 化学-酶法合成GSH路线图

由上述合成路线可知,进行GSH的化学-酶法合成需要克服以下几点:

首先,γ-谷胱甘肽转肽酶(γ-GTP)的来源问题:

一是考虑市售商品,γ-GTP价格昂贵,8839元/1000u,成本过高,不适于生产需要;

二是考虑使用菌株生产实验室生产,考虑诱导合适的高产菌株耗时比较长,难度很大,故需购买产γ-GTP的菌株,见表1,例如枯草芽孢杆菌NX-2,不过该类菌株属专利保护菌种,价格比较昂贵;同时,酶的纯化相对复杂,如何得到高纯度以及高活性的酶是试验的重点和难点。

表1 γ-谷胱甘肽转肽酶生产菌

菌种γ-谷胱甘肽转肽酶(生成量,U/mL)

地衣芽孢杆菌A35 3.020

地衣芽孢杆菌ATOC9945A 1.320

枯草芽孢杆菌Sawa 1.531

枯草芽孢杆菌IF03022 0.461

枯草芽孢杆菌Asahikawa 0.06

枯草芽孢杆菌IF03335 0.009

枯草芽孢杆菌NX-2 2.00

其次,氨基酸来源:

一是采用固相合成的方法合成GSH,Fmoc保护氨基酸,树脂等价格相对比较高,例如Fmoc-Cys(Trt)-OH,10元/5g,Rink树脂100元/5g;另外,该方法生产的GSH容易消旋,并且容易生成分子内、分子间的环化,致使GSH的纯度不高,可以尝试该方法进行合成。

二是通过液相合成的方法合成GSH,可直接购买带保护基的氨基酸,例如半胱氨酸,Z-Cys(Bzl)-OH,价格为800元/5g,远超过GSH的价格(350元/5g),同时该方法在裂解时采用氟化氢,环境污染大,不利于工业生产;或可考虑购买裸露的氨基酸,L-半胱氨酸价格大概为98元/10g,实验室添加保护基,困难点在于得到酶底物需要经过5步反应,每步反应均需要纯化,加大了反应的难度和成本,反应的整体收率也会相应的降低,需要优化反应条件提高收率。

5 实验设计

根据上述分析,可知GSH的化学-酶法合成的实验方案如下:

5.1仪器与材料

高效液相色谱仪;Agilent 1200系列质谱仪;恒温磁力搅拌器;旋转蒸发仪;电热恒温干燥鼓风箱;紫外分光光度计;循环水式多用真空泵;红外光谱仪;圆底烧瓶;铁架台。

γ-GTP;L-半胱氨酸盐酸盐;甘氨酸乙酯盐酸盐;L-谷氨酰胺;无水乙醇;氢氧化钠;溴化氢醋酸溶液;二碳酸二叔丁酯;三氟乙酸;液溴,四氢萘;溴化钠;乙酸乙酯;氯甲酸苄酯;醋酸;浓盐酸;氯化苄;乙醚;乙腈(色谱纯);纯水为实验室自制。

5.2 实验方法与内容

5.2.1 S-苄基半胱氨酸(SBC)的合成

操作步骤:

称取7.86g(0.05mol)L-半胱氨酸盐酸盐,溶于125mL 1M的NaOH中,转到250mL三口瓶中,冷却至0~4℃,利用滴液漏斗向其中缓慢滴加7.2mL (0.06mol)氯化苄的乙醇溶液,控制滴加速度为0.5mL/min,电动搅拌器充分搅拌。滴加完毕后,室温反应2h。用稀盐酸调pH 值为5.5,有大量白色絮状物生成,减压抽滤,用蒸馏水洗涤,红外等下干燥,得白色固体。

5.2.2 S-苄基-N-Cbz-半胱氨酸的合成

操作步骤:

称取10.50g(0.05mol)S-苄基-半胱氨酸,用200mL 2 mol/L NaOH进行溶解,3min后完全溶解,将溶液置于500mL三口烧瓶中,利用滴液漏斗向其中缓慢滴加8.6mL(0.06mol)氯甲酸苄酯,控制滴加速度为0.5mL/min,电动搅拌器充分搅拌后进行反应,冰盐浴控制反应温度在-3~3℃,滴完后调pH值为9,继续反应5h。

反应结束溶液分上下层,上层为油层,下层为水层。水层用乙醚洗两次,除去未反应的氯甲酸苄酯,继而用2M的HCI酸化,置于梨形漏斗中乙酸乙酯萃取两次,合并有机层,用饱和NaCl溶液洗涤至中性,无水硫酸钠干燥。最后加入石油醚固化得到的白色固体组产物。

5.2.3 S-苄基-N-Cbz-L-半胱氨酰甘氨酸乙酯的合成

操作步骤:

称取6.27 g (0.05mol)甘氨酸乙酯盐酸盐溶解于100mL二氯甲烷中,并向该溶液中加入20mL四氢呋喃和7mL三乙胺,形成溶液A,呈淡黄色溶液。将l7.3 g (0.05mol)S-苄基-N-Cbz-半胱氨酸溶解于100mL二氯甲烷中形成溶液B,无色透明。

将A,B两份溶液混合均匀后,置于500mL三口烧瓶中,控制反应温度为-4~3℃。另外,称取适量二环己基碳二亚胺(DCC)缩合剂,将其溶解在50mL 二氯甲烷中,形成溶液C,利用滴液漏斗将溶液C缓慢滴加到A,B的混合溶液中,电动搅拌器充分搅拌后进行反应,反应时间5h。

反应结束后,三口瓶内清楚地分层且有白色固体。过滤除去固体N,N’-二环己基脲(DCU)。梨形漏斗分液弃水层得油层,用稀盐酸对油层酸化出现白色固体,减压抽滤至干,放入红外灯下干燥,得白色粉末。

5.2.4 S-苄基-半胱氨酰甘氨酸(SBCGM)的合成

操作步骤:

称取4.3g(0.01mol)S-苄基-N-Cbz-半胱氨酸甘氨酸乙酯置于100mL圆底烧瓶中(瓶口接有氯化钙干燥管),加入25mL 35.5%的溴化氢的醋酸溶液,于室温下磁力搅拌,反应物逐渐溶解并放出气体CO2。5h后,减压抽去部分溴化氢和冰醋酸,得到油状物。加入大量乙醚固化研磨,倾去乙醚后,抽干成粉状物,放置于真空干燥器中进行干燥,得淡黄色粉末。

酶法合成阿莫西林原理

酶法合成阿莫西林介绍 β-内酰胺抗生素经过多年的发展,己成为抗生素中的最主要类型之一。由于具有良好的抗菌效力,较低的毒副作用,在临床上广泛应用,其发展非常迅速。现全世界耗用量已过万吨,预计今后还会增长。其中,青霉素和头孢菌素为最重要的两大类β-内酰胺抗生素。酶法合成技术始于20世纪60年代末70年代初,经过30多年的发展,现在酶缩合反应技术、产品分离以及固定化酶技术等方面取得很大的发展,配套技术日益完善,具备了大规模工业化生产的条件。全球著名的β-内酰胺抗生素生产厂家如荷兰DSM公司已有酶法合成的商品头孢氨苄、阿莫西林等产品面世。由于酶法应用于β-内酰胺抗生素合成,不仅可减少反应步骤,而且还可减少废弃物的产生,有利于保护环境,降低生产成本,产品质量优异,所含杂质极少。因此,21世纪β-内酰胺抗生素的酶法合成将是发展的必然趋势。我国酶法合成研究起步并不晚,但至今仍未形成大规模工业化生产,与国外先进厂家差距较大。随着我国经济快速发展,人们对自身居住环境的要求,政府对环保的重视,政府和越来越多的企业加大“绿色化学制药”的研究开发,特别是加快工业化生产的推进进程。 酶法产品主要有三大特点: 一是产品含量稳定、变化小,可降低制剂在有效期内的检测风险,并且杂质低,降解速度慢,对制剂的安全性,尤其是特殊制剂的稳定性尤为重要。 二是酶法产品生产批量能够达到化学法产品的2~3倍,这既能够大幅度节省制剂生产商的检验成本,粗略估算原料检测成本能够节约人民币9元/kg;同时,也便于物流、仓储和生产管理。 三是酶法产品是通过生物酶一步到位生产而得,以纯净水为介质,不使用传统化学工艺中的特殊化工原料,有机溶剂的使用量大幅度减少90%,废水排放减少80%,品质更纯净。 1 青霉素酰化酶的发展 青霉素酰化酶是从微生物或其代谢产物中发现的一类具有特定活性的蛋白质。能够产生青霉素酰化酶的微生物广泛分布于细菌、放线菌、真菌和酵母中,如:醋酸杆菌、假单胞菌、粪产碱菌、黄单胞菌、产气单胞菌、大肠杆菌、芽孢杆菌、枝状杆菌、克氏梭菌( Kluyvera) 等,其中常用的有巴氏醋酸杆菌、粪产碱

酶联免疫法与化学发光免疫法检测AFP的比较

酶联免疫法与化学发光免疫法检测AFP的比较 发表时间:2013-05-09T17:14:22.000Z 来源:《中外健康文摘》2013年第8期供稿作者:黄海深陈志通唐光定江伟河[导读] 化学发光免疫法检测结果的稳定性,灵敏度,精密度均优于酶联免疫法 黄海深陈志通唐光定江伟河(广东省阳山县人民医院检验科 513100)【中图分类号】R446.6 【文献标识码】A【文章编号】1672-5085(2013)08-0125-02 【摘要】目的对甲胎蛋白(AFP)试验进行方法学探讨。方法①对比实验用酶联免疫法和化学发光免疫法同时测定88例临床送检血清标本甲胎蛋白(AFP)的含量。②线性实验将标准液按不同的浓度稀释后做线性实验。③精密度实验用两法对低、中、高值质控品分别进行精密度实验。结果①结果表明,两法无显著差异(P>0.05),相关系数r=0.995,提示两法呈良好相关性。②线性实验显示酶联免疫法和化学发光免疫法分别在5~400 ng/ml和2~900 ng/ml范围内呈良好的线性关系。③精密度实验表明化学发光重复性好于酶联免疫法,特别是病理高值化学发光明显优于酶联免疫法。结论化学发光免疫法的精密度和准确性均优于酶联免疫法。【关键词】酶联免疫法化学发光免疫法甲胎蛋白比较【Abstract】 Object: The methodology investigate of Alpha-fetoprotein (AFP) test. Methods: ①Comparative experiments: The simultaneous determination of the serum samples of 88 patients censorship alpha-fetoprotein (AFP) levels by ELISA and chemiluminescent immunoassay. ②Linear experiments: the standard solution is diluted at different concentrations,then doing linear experiments.③Precision experiments: Doing precision experiments on low, medium and high-value quality control materials with the two methods. Results: ①The results show that no significant difference in the two methods(P>0.05). The correlation coefficient of r = 0.995, these two methods showed a good correlation. ②The linear experiments show that the enzyme linked immunosorbent assay and chemiluminescence immunoassay showed a good linear relationship between the range in 5~400ng/ml and 2~900ng/ml.③Precision experiments show that the repeatability of chemiluminescent immunoassay is better than the enzyme-linked immunosorbent assay, specifically at the pathological high value. Conclusion: The precision and accuracy of the chemiluminescent immunoassay are better than enzyme linked immunosorbent assay. 【Key words】 ELISA Chemiluminescent immunoassay Alpha-fetoprotein Comparison 甲胎蛋白(AFP)是哺乳动物胚胎期肝脏卵黄囊合成的一种糖蛋白,是辅助诊断原发性肝癌最常用的检测指标。临床上检测AFP的方法主要有放射免疫法(RIA)、酶免疫法(EIA)、酶联免疫法(ELISA)、荧光免疫法(FIA)、化学发光分析法(ECLIA)等,而近年发展起来的化学发光免疫法因其快速、精确、重现性好及试剂安全无毒的特点,显示出很好的应用前景[1]。酶联免疫法定性检测AFP以其快速、简便、实效的优势在各级医院应用较广。这两种方法临床常用,为进一步了解化学发光免疫法的特点,本文报告用酶联免疫法和化学发光免疫法对比检测88例临床血清标本中AFP的含量,并对结果进行统计分析和比较。 1 材料与方法 1.1材料 1.1.1研究对象:随机抽取88例临床送检血清标本。 1.1.2仪器: 深圳雷杜生命科学股份有限公司RT6100酶标仪,郑州安图生物工程有限公司生产的LUMO化学发光仪。 1.1.3试剂: ①郑州安图生物工程有限公司生产的甲胎蛋白(AFP)测定试剂盒(酶联免疫法) ②郑州安图生物工程有限公司生产的甲胎蛋白(AFP)测定试剂盒(化学发光免疫法) 1.2方法 1.2.1酶联免疫法测定甲胎蛋白(AFP)的操作方法见试剂说明书。 1.2.2化学发光免疫法测定甲胎蛋白(AFP)的操作方法见试剂说明书。 2 结果 2.1 线性实验将标准液按不同的浓度稀释后做线性实验,结果显示酶联免疫法和化学发光免疫法分别在5~400ng/mL和2~900ng/mL 范围内呈良好线性关系。 2.2 对比实验用酶联免疫法和化学发光免疫法同时对受检血清标本进行定量分析。结果表明,两法差异无统计学意义(p>0.05),相关系数(r=0.995)。 表1 两种方法变异系数比较 CV% 酶联免疫法化学发光免疫法 受检血清标本 14.27 14.20 2.3 精密度实验用两法对低、中、高值质控品分别进行精密度实验。表2表明化学发光重复性好于酶联免疫法,特别是病理高值化学发光明显优于酶联免疫法。 表2 两种方法的精密度对比 批内CV% 批间CV% 酶联免疫法化学发光免疫法酶联免疫法化学发光免疫法低值 5.38 3.30 5.68 4.55 中值 6.40 4.95 6.15 5.82 高值 12.49 6.50 13.50 6.88

化学发光法同放射免疫法检测肌酸激酶比较

化学发光法同放射免疫法检测肌酸激酶比较 目的探讨化学发光法同放射免疫法检测血清心肌酶的效果。方法选择80例受检者血清样本分别采用化学发光法及放射免疫法检测肌酸激酶,比较两种检测方法的线性范围及检测结果的差异。结果两种方法均具有良好的线性关系,但化学发光法的线性范围大于放射免疫法,两种方法的检测结果无统计学意义(P>0.05)。结论化学发光法同放射免疫法检测心肌酶谱能够取得相似的检验效果。 标签:放射免疫法;化学发光法;血清;肌酸激酶;肌酸激酶同工酶 化学发光法是近年来开展的检验手段,检测便捷、灵敏度高,广泛用于激素、酶类等指标的临床检测,近年来临床应用发展较为迅速,部分取代了传统的检验手段,放射免疫法是临床检验心肌酶谱的经典方法,临床应用时间较长,检验效果比较稳定,近年来化学发光法检验心肌酶谱在临床应用逐渐增多[1],本研究就化学发光法及放射免疫法检测肌酸激酶的效果进行分析,报道如下。 1 资料与方法 1.1 一般资料 选择贵州省铜仁地区医院2009年1月~2010年12月心内科送检的血液标本80份,标本来源患者男37例,女43例,年龄39~64岁,平均(47.0±16.2)岁,均拟诊为心肌梗死,血液标本均为即时送检标本。 1.2 线性分析 将标准液分别按12.50、25.00、50.00、100.00、200.00、400.00和800.00 ng/L 的浓度倍比稀释后,采用蒸馏水做对照,分别采用XAKP-2000A/02型γ计数仪(北京中西远大科技有限公司)进行放射免疫法和化学发光法KL1-e411型全自动化学发光仪(北京中西远大科技有限公司)对标本进行检测,分别对两组检测结果做回归分析,分离两种检测方法的线性范围。 1.3 标本检测 血液标本采用低温离心机2500 g/L低温离心,分离血清,分别采用放射免疫法(试剂盒购于天津原子能研究所)及化学发光法(试剂盒购与南京建成生物工程研究所)检测,检测过程严格按照试剂及仪器使用说明书进行。 1.4 统计学处理 数据分析采用SPSS11.5统计学软件,检验方法线性分析采用回归分析,计量资料采用t检验,检验水准α=0.05,P<0.05为差异具有统计学意义。

(转化率)酶法合成头孢氨苄工艺研究

. 516 . 收稿日期:2012-08-10 基金项目:国家863计划(2012AA021204)。 作者简介:王艳艳,女,生于1978年,学士,工程师,主要从事生物酶的制备和应用,E-mail: wyycspc@https://www.doczj.com/doc/7a11994092.html, 文章编号:1001-8689(2013)07-0516-04 酶法合成头孢氨苄工艺研究 王艳艳 袁国强 朱科 王进贤 (石药集团中诺药业(石家庄)有限公司,河北省抗生素工程技术研究中心,石家庄 050041) 摘要:目的 酶法合成氨苄西林工艺优化并回收套用母液中的母核。方法 采用酶催化法,以7-氨基-3-去乙酰氧基头孢烷酸(7-Amino-3-methyl-3-cephem-4-carboxylic acid , 7-ADCA) 为母核,苯甘氨酸甲酯(D-phenylglycine methyl ester, PGM) 为酰基供体,在水相中用固定化青霉素酰化酶(Penicillin Gacylase, PGA)催化合成头孢氨苄(Cephalexin);对投酶量、侧链与底物投料比、反应温度、反应pH 、反应时间及母液中7-ADCA 回收套用等条件进行优化,考察头孢氨苄摩尔收率及产品质量。结果 工艺优化后头孢氨苄摩尔收率85%以上,套用母液中回收的7-ADCA 后头孢氨苄摩尔收率91%以上,高于目前化学法的收率(89%),产品质量合格。结论 酶法合成头孢氨苄工艺反应条件温和,收率高,排放废水中仅含有一些简单的无机盐,对环保无压力,属于绿色合成工艺。 关键词:青霉素G 酰化酶;头孢氨苄;7-ADCA 中图分类号:R978.1+1 文献标识码:A Study on preparation of cephalexin by enzymatic method Wang Yan-yan, Yuan Guo-qiang, Zhu Ke and Wang Jin-xian (Shijiazhuang Pharm.Group Hebei Zhongnuo Pharmaceutical Co., LTD, Hebei Province Antibiotic Engineering Technology Research Center, Shijiazhuang 050041) Abstract Objective To study the process optimization of cephalexin by enzymatic synthesis and recycling the nucleus in the mother liquid. Method Using the enzymatic method, 7-amino-3-methyl-3-cephem-4-carboxylic acid as the nucleus, D-phenylglycine methyl ester as the acyl donor, in the aqueous phase with immobilized penicillin G acylase catalyzed synthesis of cephalexin; temperature, pH, side chain and substrate feed ratio, investment conditions, Such as the amount of enzyme, reaction time and recycling the nucleus in the mother liquid was optimized, examining the yield and quality of the products. Result The molar yield of cephalexin was 85% after process optimization, and the molar yield of cephalexin was 91% after mother liquor was recycled, it was higher than the chenmical method(89%), and product quality was quali ? ed. Conclusion The reaction conditions of enzymatic cephalexin was mild, the yield was higher, waste water of reaction contained only some simple inorganic salt and it decreased the environmental pressure, which belonged to the green synthesis process. Key words Penicillin G acylase; Cephalexin; 7-ADCA 头孢氨苄是广谱抗生素,通过抑制细胞壁的合成,达到杀菌作用,是目前临床使用量较大的一个半合成头孢菌素,是头孢类抗生素中的一个主要品种。 头孢氨苄的传统合成方法是把母核和侧链经过 化学方法结合而得到头孢氨苄[1-2],化学合成过程经过混酐、缩合、水解和结晶等工序,由于需要基团保护、工艺路线较长,工序中用到吡啶、特戊酰氯、N, N-二甲基甲酰胺(DMF)β-萘酚等毒性很大的 中国抗生素杂志2013年7月第38卷第7期 DOI:10.13461/https://www.doczj.com/doc/7a11994092.html,ki.cja.005215

化学发光免疫分析法与酶联免疫法检测艾滋病抗体结果比较

化学发光免疫分析法与酶联免疫法检测艾滋病抗体结果比较摘要】目的:分别通过化学发光免疫分析法(CLIA)和酶联免疫法(ELISA)对 艾滋病抗体情况进行检测,对两种方法的检测结果进行比较,从而分析两种方法 的检测价值。方法:2017—2018年在我院进行HIV抗原抗体筛查的人员,包括有 创性诊疗操作前、输血前、孕产妇、门诊、体检等自愿筛查的288名艾滋病高危 患者的血清进行检查。结果:CLIA检测阳性率为95.83%,ELISA检测阳性率为 89.93%,两组检测方法阳性率比较,差异显著(P<0.05)。结论:CLIA检测阳性率高于ELISA,但两方法各有优缺点,因此,临床中可以将两种方法进行结合检测。 【关键词】化学分光免疫分析法;酶联免疫法;艾滋病抗体 【中图分类号】R512.91 【文献标识码】A 【文章编号】2095-1752(2019)12-0038-02 A contrast study of chemiluminescence immunoassay and enzyme-linked immunoassay for detecting HIV antibody He Hua1,Sun Hongmei2(Corresponding author). 1 Department of Blood Transfusion,No.1 Affiliated Southwest Hospital of Military Medical University,Chongqing 400038,China; 2 Chongqing Angel's Obstetrics and Gynecology Hospital,Chongqing 401120,China 【Abstract】Objective To compare the results of chemiluminescence immunoassay (CLIA) and enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) for HIV antibody detection, and to analyze the value of the two methods. Methods From 2017 to 2018, serum of 288 HIV high-risk patients who underwent HIV antigen antibody screening in our hospital, including those who were screened voluntarily before invasive diagnosis and treatment, before blood transfusion, maternal, outpatient and physical examination, were examined.Results The positive rate of CLIA and ELISA was 95.83% and 89.93%, respectively.Conclusion CLIA has a higher positive rate than ELISA, but both methods have their own advantages and disadvantages. Therefore, the two methods can be combined for clinical detection. 【Key words】Chemical spectroscopic immunoassay;Enzyme-linked immunosorbent assay;AIDS antibody 艾滋病是一种对人类生命安全造成严重威胁的传染性疾病,该病属于一种免 疫系统缺陷疾病,艾滋病是由HIV病毒(人类免疫缺陷病毒)所引起的疾病,临 床中通过对患者血清中的HIV抗体的检测诊断艾滋病。但是,检测方法的准确度 也不尽相同,酶联免疫法(ELISA)是一种传统的艾滋病抗体的检测方法,化学发 光免疫分析法(CLIA)是一种新兴的检测方法,本次研究,笔者分别通过两种方 法对艾滋病抗体进行检测,分析阳性情况,从而对两种方法的检测价值进行评价,现报道如下。 1.资料与方法 1.1 一般资料 对2017年1月—2018年12月到我院进行自查的288名艾滋病高危患者进行 检查,患者中男性205例,女性83例,最小年龄16岁,最大年龄78岁,平均 年龄(46.21±2.0)岁,所有患者均在保证书上签署姓名,实验之前上报我院伦理 委员会,并得到批准。 1.2 方法

谷胱甘肽简介

谷胱甘肽 1.定义 谷胱甘肽(glutathione GSH)CAS号:70-18-8。谷胱甘肽是一种存在于自然界中的氨基酸复合物,由谷氨酸、半胱氨酸、甘氨酸等三种氨基酸组合而成的寡肽。谷胱甘肽在体内以两种形态存在,即还原型谷胱甘肽和氧化型谷胱甘肽(oxidized glutathione,简称GSSG)。通常人们所指的谷胱甘肽是还原型谷胱甘肽。还原型谷胱甘肽很容易被氧化,两分子谷胱甘肽的活泼巯基氧化脱氢后以二硫键相连得到的二聚体,即是氧化型谷胱甘肽。其中只有还原型谷胱甘肽才具有生理活性,而生物体内的氧化型谷胱甘肽需经还原后才能发挥生理功能。 2.结构和理化性质 谷胱甘肽是一种白色晶体,化学名为γ-L-谷氨酰-L-半胱氨酰-甘氨酸,其结构如图1所示。相对分子质量为307.33,熔点是192~195 °C (分解),等电点为5.93。比旋光度[α]D20为+17.60°(C=0.05,H2O),易溶于水、稀醇、液氨和二甲基甲酰氨,不溶于乙醚和丙酮。谷胱甘肽固体较为稳定,而水溶液在空气中易被氧化,谷胱甘肽在高水分活度下不易保存,只有将水分活度控制在0.3以下才能长期稳定保存。 3.生理功能

谷胱甘肽是细胞内存在最丰富的小分子硫醇类化合物,其分子中含有一个特异的γ-肽键,由谷氨酸的γ-羧基与半胱氨酸的α-氨基缩合而成,并且半胱氨酸侧链基团上连有一个活泼巯基,是谷胱甘肽许多重要生理功能的结构基础。 3.1抗氧化作用 还原型谷胱甘肽结构中含有一个活泼的巯基—SH,易被氧化脱氢。它在体内能够保护许多蛋白质和酶等分子中的巯基不被如自由基等有害物质氧化,让蛋白质和酶等分子发挥其生理功能。同时清除自由基。 机体内新陈代谢产生的许多自由基会损伤细胞膜,毁坏免疫系统,侵袭生命大分子,促进机体衰老,并诱发肿瘤或动脉粥样硬化的产生。由此,谷胱甘肽具有抗衰老和强化免疫系统等作用。 3.2整合解毒作用 谷胱甘肽半胱氨酸上的巯基为其活性基团(故谷胱甘肽常简写为G-SH),易与碘乙酸、芥子气(一种毒气)、铅、汞、砷等重金属盐或致癌物质等相结合,并促进其排出体外,起到中和解毒作用。4. 应用 4.1 谷胱甘肽在临床上的应用 谷胱甘肽在临床上有广泛的作用,对细胞有保护作用,可防止红细胞溶血,从而减少高铁血红蛋白的损失;抑制脂肪肝的形成,改善中毒性肝炎和感染性肝炎的症状;对丙烯腈、氟化物、一氧化碳、有机溶剂、重金属等中毒具有解毒作用;对缺氧血症的不适、恶心、呕

常见化学发光免疫分析技术比较

常见化学发光免疫分析技术比较 1、化学发光免疫分析 化学发光免疫分析(chemiluminescence immunoassay,CLIA),英音:[,kemi,lju:mi'nes?ns] [,imju:n?u?'sei] 是将具有高灵敏度的化学发光测定技术与高特异性的免疫反应相结合,用于各种抗原、半抗原、抗体、激素、酶、脂肪酸、维生素和药物等的检测分析技术。是继放免分析、酶免分析、荧光免疫分析和时间分辨荧光免疫分析之后发展起来的一项最新免疫测定技术。 CLIA是将具有高灵敏度的化学发光测定技术与高特异性的免疫反应相结合,用于各种抗原、半抗原、抗体、激素、酶、脂肪酸、维生素和药物等的检测分析技术。是继放免分析、酶免分析、荧光免疫分析和时间分辨荧光免疫分析之后发展起来的一项最新免疫测定技术。 1.1、化学发光免疫分析原理 化学发光免疫分析包含两个部分, 即免疫反应系统和化学发光分析系统。化学发光分析系统是利用化学发光物质经催化剂的催化和氧化剂的氧化, 形成一个激发态的中间体, 当这种激发态中间体回到稳定的基态时, 同时发射出光子(hv) , 利用发光信号测量仪器测量光量子产额。免疫反应系统是将发光物质(在反应剂激发下生成激发态中间体) 直接标记在抗原(化学发光免疫分析) 或抗体(免疫化学发光分析) 上, 或酶作用于发光底物。 1.2、化学发光免疫分析类型

化学发光免疫分析法以标记方法的不同而分为两种: (1)化学发光标记免疫分析法; (2)酶标记、以化学发光底物作信号试剂的化学发光酶免疫分析法 1.2.1化学发光标记免疫分析 化学发光标记免疫分析又称化学发光免疫分析(CL IA ) , 是用化学发光剂直接标记抗原或抗体的免疫分析方法。常用于标记的化学发光物质有吖啶酯类化合物-acridiniumester (AE) , 是有效的发光标记物,其通过起动发光试剂(NaOH-H2O2) 作用而发光, 强烈的直接发光在一秒钟内完成, 为快速的闪烁发光。吖啶酯作为标记物用于免疫分析, 其化学反应简单、快速、无须催化剂; 检测小分子抗原采用竞争法, 大分子抗原则采用夹心法, 非特异性结合少, 本底低; 与大分子的结合不会减小所产生的光量, 从而增加灵敏度。 1.2.2化学发光酶免疫分析 从标记免疫分析角度, 化学发光酶免疫分析(chemiluminescent enzyme immunoassay,CLEIA ) , 应属酶免疫分析, 只是酶反应的底物是发光剂, 操作步骤与酶免分析完全相同: 以酶标记生物活性物质(如酶标记的抗原或抗体) 进行免疫反应, 免疫反应复合物上的酶再作用于发光底物, 在信号试剂作用下发光, 用发光信号测定仪进行发光测定。目前常用的标记酶为辣根过氧化物酶(HRP) 和碱性磷酸酶(AL P) , 它们有各自的发光底物。 12.2.1HRP 标记的CLEIA

乙肝病毒血清学检验采用化学发光法与酶联免疫法的效果对比 闫桂敏

乙肝病毒血清学检验采用化学发光法与酶联免疫法的效果对比闫桂敏 发表时间:2018-11-21T09:53:06.807Z 来源:《世界复合医学》2018年第09期作者:闫桂敏 [导读] 乙肝病毒血清学检验,采用化学发光法检验结果阳性率高,提高临床对乙肝患者确诊率,能够准确地对乙肝患者进行定性与定量检测,值得在临床上进行推广应用。 哈尔滨市传染病院黑龙江哈尔滨 150030 摘要:目的:研究应用乙肝病毒血清学检验采用化学发光法与酶联免疫法的效果对比。方法:选取2018年1月-2018年5月我院门诊以及住院患者中疑似乙肝患者64例作为研究对象。采集空腹静脉血,分别进行化学发光检测法和酶联免疫检测法,观察并对比两种检测方法阳性检出率。结果:采用化学发光法检测的32例疑似乙肝患者中,阳性乙肝患者为17例,阴性患者为15例,化学发光法阳性检出率为51%,显著高于酶联免疫法的36%,差异有统计学意义(P<0.05)。结论:乙肝病毒血清学检验,采用化学发光法检验结果阳性率高,提高临床对乙肝患者确诊率,能够准确地对乙肝患者进行定性与定量检测,值得在临床上进行推广应用。 关键词:乙肝病毒血清学检验;化学发光法;酶联免疫法 Comparison of the effects of chemiluminescence and enzyme-linked immunosorbent assay on hepatitis B virus serological test OBJECTIVE: To compare the effects of chemiluminescence and enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) on the serological test of hepatitis B virus. METHODS: Sixty-four patients with suspected hepatitis B in our outpatient clinic and inpatients from January 20 to 2018 were selected as subjects. Fasting venous blood was collected, and chemiluminescence detection and enzyme-linked immunosorbent assay were performed respectively. The positive detection rates of the two detection methods were observed and compared. RESULTS: Of the 32 suspected hepatitis B patients detected by chemiluminescence, 17 were positive for hepatitis B and 15 were negative. The positive rate of chemiluminescence was 51%, which was significantly higher than 36% of enzyme-linked immunosorbent assay. The difference was statistically significant (P<0.05). Conclusion: Hepatitis B virus serological test, using chemiluminescence test results, high positive rate, improve the clinical diagnosis of hepatitis B patients, can accurately and qualitatively and quantitatively detect hepatitis B patients, it is worthy of clinical application. Key words: hepatitis B virus serological test; chemiluminescence method; enzyme-linked immunosorbent assay 乙型肝炎是慢性传染性疾病之一,是肝癌等肝脏疾病的危险因素之一。我国是乙型肝炎感染人数较多的国家之一,对于我国居民的正常生活有着一定的恶劣影响,因此对其进行及早的治疗有着一定的重要意义。乙型肝炎病毒感染后,无特效药物和治疗方法彻底清除病毒,患者患病后为终身带有病毒。所以,要及时控制乙肝感染率。临床检验应用酶联免疫法和化学发光法检测血清中的乙肝病毒,本文对两种方法检出率进行比较,现报道如: 1.资料与方法 1.1 一般资料 选取2018年1月-2018年5月我院门诊以及住院患者中疑似乙肝患者64例作为研究对象。其中男性患者为34例,女性患者为30例;年龄为20-56岁,平均年龄43岁。将64例患者随机地分为两组,每组均含有32例患者,其中一组选择化学发光法进行乙肝病毒血清学检验,另一组患者选择酶联免疫法进行分析,得出两组患者的阳性检出率,以此作为对比分析两种治疗方法的效果。 1.2方法 所有患者清晨空腹,两只真空管分别采集静脉血 4 mL,高速离心分离血清备用。其中化学发光法使用罗氏Cobas601全自动电化学发光免疫分析系统,检测患者血清,检测结果由检验医师核对后汇报分析;酶联免疫法则使用双抗体夹心法手动操作,使用乙肝表面抗原检测试剂盒,取出试剂盒常温放置30 min,设置空白对照孔、阳性对照孔和阴性对照孔各1个,加入阳性对照、阴性对照标准液或待测样本50μL,加入特异性酶50 μL,封膜,振荡器混匀30 s,37℃水浴箱孵育60 min,洗反应板,加入底物A、B液各1滴,37℃避光孵育15 min,加入终止液1滴。 1.3 统计学方法 本次研究所涉及的相关数据均采用SPSS 19.0统计学软件进行分析,计数资料以百分数(%)表示,采用x2 检验,以P<0.05为差异有统计学意义。 2.结果 化学发光法阳性检出率为51%,显著高于酶联免疫法的36%,差异有统计学意义(P<0.05)。化学发光法检测乙肝病毒的准确性为90%,相较于酶联免疫法75%的准确性更加具有可行度,因而在乙肝病毒的检测中使用化学发光法可以得出更加准确的结果,使乙肝病毒患者能够拥有更加具体的检查,在治疗过程中能够及时地开展相关工作,加快乙肝患者的痊愈速度。 3.讨论 目前,乙型肝炎无根治药物和方案。我国乙肝病毒表面抗原携带者占9%,部分患者感染该病毒后,可产生针对乙肝表面抗原的特异性抗体。临床诊断乙肝病毒感染主要是检测乙肝表面抗原、乙肝表面抗原抗体、乙肝病毒核心抗原、乙肝病毒核心抗原抗体等,通常称为“乙肝两对半检测”。本次研究中,化学发光法阳性检出率为51%,显著高于酶联免疫法的36%,差异有统计学意义(P<0.05)。临床常用酶联免疫法进行定性试验,价格低、操作简便、容易推广和开展。但是酶联免疫法不能进行定量分析,而且操作水平的差异使得假阳性发生率较高。化学发光法能够定性检测的同时进行定量分析,由仪器统一加试剂,降低系统误差,假阳性和假阴性发生率低。本次研究中未发生假阳性和假阴性结果,结果可信。综上所述,乙肝病毒血清学检测使用化学发光法和酶联免疫法均具有一定可行性。其中,化学发光

谷胱甘肽还原酶检测试剂盒简介

谷胱甘肽还原酶检测试剂简介 谷胱甘肽还原酶的作用: 一、谷胱甘肽还原酶(GR)在人类细胞中具有极其重要的生理功能,广泛存在于人体肝、肾、心红细胞、单核巨噬细胞等组织细胞中。它可及时地清除人体代谢过程中产生的氧自由基(OFR),是维持细胞中还原型谷胱甘肽(GSH)含量的主要黄素酶。对保护肝细胞膜完整具有非常重要的作用意义。 在《临床肝病实验诊断学》和《临床检验诊断解析》中明确标示,血清谷胱甘肽还原酶活性测定可用于协助诊断肝脏疾病,血清谷胱甘肽还原酶活性上升可以辅助诊断肝炎、肝硬化、梗阻性黄疸及相当数量引发的肝肿瘤。原发性肝细胞癌和广泛转移性肝肿瘤时,血清谷胱甘肽还原酶活性明显升高,急性病毒性肝炎或中毒性肝炎中度升高,而肝硬化是血清GR轻度升高。 二:检测谷胱甘肽还原酶的临床意义 1、急性肝炎早期阶段,血清谷胱甘肽还原酶敏感性最高,可用于肝损的早期检测; 2、急性肝炎患者GR比转氨酶更早增加达到峰值,早早期肝脏损伤判断的首选指标; 3、GR有助于判断亚临床DILI,提高临床DILI的诊断率 4、不同于ALT和AST在肝细胞膜破裂和线粒体破裂时才能检测出来,GR填补肝细胞受损早期自我修复阶段至破裂进程中诊断的空白,将更有利于早期肝炎的诊断和治疗

三、临床解读: 谷胱甘肽和谷丙、谷草在化验单上的具体解读,谷胱甘肽的血清血浆正常值是33-73U/L,共有四种情况。 1、谷胱甘肽指标升高,谷丙和谷草指标正常,提示有肝损伤的风险,建议加强对肝脏的检测频率,有利于发现早期肝损伤。 2、谷胱与谷丙,谷草同时升高,提示进入肝损伤爆发期,建议临床治疗措施干预。 3、谷胱甘肽升高,谷丙、谷草下降,提示正在进行肝损伤修复,可以结合三者评估临床治疗情况。 4、当三者都出现下降,情况有两种极端提示:(1)是修复完成,临床好转。(2)是重型肝炎出现严重情况,出现胆酶分离现象。 另外一种是红细胞的检测,正常值4.7-13.2U/gHb 红细胞主要针对“蚕豆病”和遗传性伯氨喹溶血病人,谷胱甘肽还原酶降低,红细胞的细胞膜容易被氧化和分解,导致溶血性贫血和溶血性黄疸。

谷胱甘肽还原酶(glutathione reductase, GR)活性测定试剂盒说明书

货号:QS1111 规格:50管/48样 谷胱甘肽还原酶(glutathione reductase, GR)活性测定试剂盒说明书 紫外分光光度法 注意:正式测定之前选择2-3个预期差异大的样本做预测定。 测定意义: GR是广泛存在于真核和原核生物中的一种黄素蛋白氧化还原酶,是谷胱甘肽氧化还原循环的关键酶之一(通常昆虫中GR被TrxR取代)。GR催化NADPH还原GSSG生成GSH,有助于维持体内GSH/GSSG比值。GR在氧化胁迫反应中对活性氧清除起关键作用,此外GR还参与抗坏血酸-谷胱甘肽循环途径。 测定原理: GR能催化NADPH还原GSSG再生GSH,同时NADPH脱氢生成NADP+;NADPH在340 nm有特征吸收峰,相反NADP+在该波长无吸收峰;通过测定340 nm吸光度下降速率来测定NADPH脱氢速率,从而计算GR活性。 自备实验用品及仪器: 紫外分光光度计、低温离心机、水浴锅、移液器、1mL石英比色皿和蒸馏水 试剂组成和配置: 试剂一:液体×1瓶,4℃保存。 试剂二:粉剂×1瓶,4℃保存。临用前加入5.0 mL蒸馏水,混匀。 试剂三:液体×1支,4℃保存。 粗酶液提取: 1.组织:按照组织质量(g):提取液体积(mL)为1:5~10的比例(建议称取约0.1g组织,加 入1mL试剂一)进行冰浴匀浆。8000g,4℃离心15min,取上清,置冰上待测。 2.细菌、真菌:按照细胞数量(104个):提取液体积(mL)为500~1000:1的比例(建议500 万细胞加入1mL试剂一),冰浴超声波破碎细胞(功率300w,超声3秒,间隔7秒,总时间3min);然后8000g,4℃,离心15min,取上清置于冰上待测。 3.血清等液体:直接测定。 操作步骤: 1. 分光光度计预热30 min,调节波长到340 nm,蒸馏水调零。 2. 试剂一置于25℃(普通物质)或者37℃(哺乳动物)中预热30min。 3. 空白管:取1mL石英比色皿,加入850μL试剂一,100μL试剂二,50μL试剂三,充分混匀,于340nm 处测定10 s和190 s吸光度,记为A空1和A空2,△A空白管= A空1﹣A空2。 4. 测定管:取1mL石英比色皿,加入750μL试剂一,100μL试剂二,100μL上清液,50μL 试剂三,充分混匀,于340nm测定10 s和190 s吸光度,记为A测1和A测2,△A测定管= A 测1﹣A测2。 注意:空白管只需要测定一次。 计算公式: 第1页,共2页

化学发光方法学比较

免疫学技术的迅速发展对精度的要求越来越高,一般的酶免检测技术已逐渐无法适应这种形势的需要。现今发展的主流已不再是用放射性同位素标记的测定方法(避免污染环境及对人体损害),而是转向于能在任何地方操作的快速均相和固相测定,最终趋向于能够枪测到皮克或10负18摩尔级的、非同位素的、自动或半自动的实验室测定技术,发光免疫分析技术顺应了这一潮流,开创了免疫诊断的新纪元。 发光免疫分析是一种灵敏度高、特异性强、检测快速及无放射危害的分析技术。70年代末以来得到了迅速发展,目前在国际上已经实现商品化和产业化的发光免疫分析产品,基本上可以分为:化学发光、时间分辨荧光(也称时间延迟光致发光)、电化学发光(也称场致发光和电致发光)几种。 1、化学发光 化学发光是指在化学反应过程中发出可见光的现象。通常是指有些化合物不经紫外光或可见光照射,通过吸收化学能(主要为氧化还原反应),从基态激发至激发态。退激时通过跃迁(或将激发能转移至受体分子上),释放能量产生光子,以光形式放出能量从而导致的发光现象。其主要特点为消耗发光剂。同时量子效率相对较低。 1.1 按化学反应类型分类:可分为酶促化学发光和非酶促化学发光两类。其中酶促化学发光主要包括辣根过氧化物酶(HRP)系统、碱性磷酸酶 (ALP)系统、黄嘌呤氧化酶系统等。酶促发光的共同特点为发光过程中作为标记物的酶基本不被消耗,而反应体系中发光剂充分过

最,因此发光信号强而稳定,且发光时间较长。因此可采用速率法测量,故检测方式简单、成本较低。酶促反应的主要缺点为工作曲线可能随时间漂移,而且低端斜率容易呈非线性下移。而非酶促化学发光包括吖啶酯系统、草酸酯系统、三价铁一鲁米诺系统等。非酶促发光的共同特点为发光过程中标记物被消耗,同时作为标记物的发光剂是发光反应的瓶颈,即含量总是相对不足,因此发光信号持续时间较短;如果直接在免疫反应杯中启动发光反应,由于发光剂被很快消耗,故只能进行一次性测量。所以重复性较差。为降低检测成本并实现重复测量,目前普遍采用原位进样加流动池的时间积分测量方式。因此仪器成本及维护费用较高,而且反复使用的流动池可能导致交叉污染;并目冲洗或进样中产生的气泡也会干扰测定;同时繁琐冗长的冲洗过程也会成为提高检测效率的瓶颈。另外,使用磁性或非磁性微粒时,强烈的散射吸收作用也会降低灵敏度。 1.2 按发光持续时间分类:可分为闪光和辉光两类,闪光型发光时间在数秒内,如吖啶酯系统。其检测方式一般采用原位进样和时间积分法测量,即在检测器部位加装进样器,并保证加入发光剂和检测2个过程同步进行;同时以整个发光信号峰的面积为发光强度。而辉光型发光时间在数分钟至数十分钟以上,如HRP一鲁米诺系统、ALP—AMPPD 系统、黄嘌呤氧化酶-鲁米诺系统等。其信号检测无需原位进样,一般以速率法测量,即在发光信号相对稳定的区域任意点测量单位时间的发光强度。 测量化学发光反应的光强度,求得某些化学物质和生物物质的

谷胱甘肽化学与酶法合成

谷胱甘肽化学法和酶法合成 1 化学性质 谷胱甘肽(glutathione,GSH)是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸结合而成的三肽,半胱氨酸上的巯基为其活性基团(故谷胱甘肽常简写为G-SH)分子式为C10H17N3O6S,分子量为307.32348,熔点为189~193℃,晶体呈无色透明细长拉状,等电点为5.93。GSH有还原型(G-SH)和氧化型(G-S-S-G)两种形式,在生理条件下以还原型GSH占绝大多数。谷胱甘肽还原酶催化两型间的互变。该酶的辅酶为磷酸糖旁路代谢提供的NADPH。 图1 GSH的结构式 2 药理作用 GSH可促进糖、脂肪及蛋白质代谢,加速自由基排泄,保护肝脏的合成、解毒、灭活激素等功能。 3 谷胱甘肽的生产方法 1888年,GSH首先从酵母中分离出来。日本1983年进行了含量较多的GSH 酵母的生产,其后又研究了GSH提取、分离技术及分析检测方法。目前国外实现了GSH规模生产。世界主要的氨基酸制造商Kyowa,Aji-nomoto和Degussa 等都相继投巨资于氨基酸的研究与开发,仅Kyowa 1998年氨基酸的研究与开发就耗费达1.9亿美元,而GSH是其重点之一,Kyowa目前是GSH主要的供应商。目前GSH的主要生产方法有:萃取法、发酵法、酶法和化学合成法。 3.1萃取法 萃取法主要是通过萃取和沉淀的方法从GSH含量比较高的动植物组织中将GSH分离提取的一种方法,GSH的早期生产都是采用萃取法,是生产GSH的经典方法,也是发酵法生产流程中的下游过程基础。其工艺路线如下图:

图2 GSH发酵法工艺路线图 该方法的不足:由于GSH在组织中含量极低,可用原料少,制备的纯度和收率都不高,故在实际生产中应用不广泛。 3.2酶法 在酶催化合成GSH中,几种关键的化合物和条件包括:GS HⅠ和GS HⅡ、氨基酸原料(L-谷氨酸、甘氨酸和L-半胱氨酸)、ATP、保持GS HⅠ和GSHⅡ活性所必需的辅因子(Mg2+)和一个适当的pH值环境。合成中,需求大量ATP,给GSH的工业化生产带来麻烦,大大提高了GSH生物合成的成本,所以只能寻求一个ATP生成系统来藕联ATP消耗系统。两种系统同在一种生物体内的称为自藕联系统,在多种生物体内的称为共藕联系统。自藕联系统研究的比较少,因为很难找到一种生物体同时含有ATP生成系统和ATP消耗系统。 Murata等人发现酒酵解菌(s.cerevisae)中的葡萄糖是最简单的ATP生产系统之一,可以提供足量的ATP用来GSH的生物合成。酶催化法合成GSH的浓度可以达到99/l,但是所用的氨基酸原料比较贵,提高了GSH生物合成的成本。 3.3发酵法 生物发酵法是利用廉价的糖作为原料,利用微生物体内物质的代谢途径来合成GSH的方法。由于发酵法所使用的细菌或酵母容易培养,加之生产方法及工艺的不断改进和完善,因此微生物发酵法已成为目前GSH工业化生产的最普遍方法。在工业上,生物发酵法一般都选用s.eerevisae和Candidautilis为原料进行发酵。 一般情况下,微生物细胞中GSH含量不高,仅为细胞干重的0.1~1.0%。过高含量的GSH容易破坏体内业已平衡的氧化还原环境,GSH是胞内产物,实际生产过程中需要进行提取,较低的含量无疑会大大提高生产成本。因此,发酵法生产GSH的关键问题在于如何提高细胞密度以及细胞内的GSH含量。二者的有机结合将有利于GSH产量的大幅度提高。

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