谷氨酰胺研究进展
L-谷氨酰胺( Gln)是由L-谷氨酸和氨化合而成的, 与谷氨酸一样也是20种氨基酸中的一种。1883年Schulze从甜菜汁中发现了Gln。后来又先后从发芽种子及蛋白质中检出。1935 年, Hans Kerbs首次发现哺乳动物肾脏合成和分解L-Gln的能力, 人们开始逐渐了解它的作用。并在随后的研究中, Kerbs强调多数氨基酸都有多种功能, 但L-Gln的功能是最丰富的。1955年, Harry Eagle综述了哺乳动物细胞的G ln营养需要, 并强调了它是一种很重要的营养素。近年来, 随着人们对L-Gln的生理、生化、临床等方面研究的深入和发展,Gln对生命的重要性正日渐突出, 被认为是目前所知道的最重要的氨基酸之一, 并被称之为条件性必需氨基酸, 也是一种极有发展前途的新药。
L-谷氨酰胺的理化性质
L-谷氨酰胺(L-glutamine，L-Gln)是L-谷氨酸的γ-羧基酰胺化的一种条件性必需氨基酸（图1），相对分子质量146.15，熔点185℃(分解)，晶体呈白色斜方或粉末状，结晶状态下稳定，无臭，稍有甜味，溶于水(水溶液呈酸性) ，等电点5.65，几乎不溶于乙醇和乙醚。L-Gln 属中性氨基酸，在偏酸、偏碱及较高温度下易分解成谷氨酸或环化为吡咯烷酮二羧酸。
图1 L-谷氨酰胺分子结构
L-谷氨酰胺的生理特性
L-谷氨酰胺是构成人体蛋白质所必需的20种氨基酸之一, 是机体含量最丰富的氨基酸, 占全部游离氨基酸60%以上，主要储存在脑、骨骼肌和血液中, 具有很广泛的生理作用: (1)维持机体免疫功能。现有资料表明谷氨酰胺不仅是淋巴细胞和巨噬细胞的重要能量物质, 甚至可能是各种免疫细胞的主要能源物质。小肠作为人体重要的最大免疫器官, 是利用L-谷氨酰胺的主要器官, 它的吸收细胞以很高的速率利用谷氨酰胺, 说明谷氨酰胺在机体免疫中发挥着十分重要的作用。(2)调节蛋白质的合成和分解。谷氨酰胺是蛋白质合成的重要调节剂, 在运动中可以调节蛋白质合成和降低肌肉蛋白质的分解, 从而维持机体的生理功能。(3)谷氨酰胺是机体内氮和碳的重要运载工具。(4)维持体内酸碱平衡。谷氨酰胺可以作为肾脏生成的氨的载体, 直接参与氨的代谢, 从而起到维持酸碱平衡的重要作用。(5)调节糖代谢。谷氨酰胺可以通过糖异生作用生成葡萄糖, 维持血糖浓度平衡。(6)细胞燃料。谷氨酰胺为快速生长和分化的细胞(如血管内皮细胞、淋巴细胞、肠粘膜上皮细胞等)提供能量来源。每1 mol·L-1的谷氨酰胺直接经三羧酸循环可以产生30 mol·L-1的ATP。故谷氨酰胺产能对谷氨酰胺依赖
性细胞(特别是小肠粘膜细胞, 对谷氨酰胺具有很高的摄取率和利用率)具有更加重要的意义。此外, 谷氨酰胺还有作为氨流动的重要载体, 大分子的合成前体, 胃肠管腔细胞的基本营养来源, 在血液中暂时解除氨毒的作用等。
L-谷氨酰胺用途
L-谷氨酰胺在食品上的用途：L-谷氨酰胺是一种特殊的氨基酸,为快速繁殖细胞优先选择的呼吸燃料,大量的证据表明谷氨酰胺是一种条件性必需氨基酸,在应激情况下,机体对谷
氨酰胺的需要超过其合成能力。因此,可以通过肠外营养或饲料中添加谷氨酰胺以营养调控的方式加速动物体的康复。
L- 谷氨酰胺在药物方面的用途：谷氨酰胺作为一种极有发展前途的新药, 正成为营养学、生理学、免疫学等学科领域的研究热点。L-谷氨酰胺的缺乏会引发多种疾病, 及时补充对机体各种机能有着广泛而重要的影响。1979年日本首先将其作为抗溃疡药物投放市场, 如日本寿制药株式会社生产的“麦滋林”, 为L- 谷氨酰胺/萸磺酸钠颗粒剂, 能治疗胃炎、胃溃疡和十二指肠溃疡,疗效和经济效益十分显著, 该胃药制剂现已进入我国市场。近年来国外临床研究证明谷氨酰胺可以治疗腹部溃疡、节段性回肠炎、过敏性肠炎和溃疡, 医学研究表明, L-谷氨酰胺还可用于治疗运动员的运动综合症、恢复高强度劳动或运动后的疲劳, 并有重建免疫系统、辅助治疗肝病等功能, 它还有减少癌症治疗中放疗和化疗的副作用。此外还有用作改善脑功能、增进脑神经机能和用于治疗酒精中毒等, 在发达国家, 谷氨酰胺被认为是运动员提高成绩之营养配方中的基本的成分。目前, L-谷氨酰胺已大量用于治疗运动员的运动综合症或运动后的恢复。因此谷氨酰胺的开发对我国的氨基酸事业及医疗保健事业将是一个很大的贡献, 其社会效益明显。
L-谷氨酰胺在饲料中的运用：含谷氨酰胺的饲料可以增加肠道对谷氨酰胺的摄取, 激活谷氨酰胺转运载体, 刺激肠粘膜细胞谷氨酰胺酶的活力。饲料中补充谷氨酰胺可以明显改善由于断奶应激所造成的损害, 防止肠绒毛的萎缩, 维持肠道正常的形态和结构, 改善幼仔的生产性能。经研究确认, 在饲料中添加1. 0% 的谷氨酰胺, 在幼仔断奶后第一周可防止空肠绒毛萎缩, 第二周可提高饲料利用率。
L- 谷氨酰胺在运动保健品中的应用：在体育界, 血浆L - 谷氨酰胺水平作为评价过度训练的一个指标备受关注。测定血液中的L-谷氨酰胺可作为过度训练的检测、评价指标。健美爱好者及竞技运动员在进行高强度的力量训练时, 体内L- 谷氨酰胺的水平可下降50% , 此时及时补充L- 谷氨酰胺能有效地防止肌肉蛋白的分解。口服L- 谷氨酰胺能使生长激素的水平提高4倍, 并使胰岛素分泌增加, 促进肌肉的生长和身体的增高、增强。L- 谷氨酰胺
正成为运动员、健美人士不可缺少的重要营养补充剂。国内康比特的国L- 谷氨酰胺胶囊和颗粒以及力邦的力康舒都以谷氨酰胺为原料, 有着较好的市场; 欧普特蒙、宝莱、肌崩科技、韦德营养等欧美谷氨酰胺产品在全球都取得了非同寻常的业绩。
L- 谷氨酰胺的生产方法
谷氨酰胺的生产方法主要有化学合成法、发酵法和酶法。
化学合成法：
图2 化学法合成L-Gln 流程图
主要有如图2 所示两种化学合成法生产L-Gln：由化学合成法流程图可见，两种方法均采用浓硫酸作为必需的催化剂，反应条件苛刻、反应步骤多、收率低。第二种方法虽有所改进，但仍很复杂，且要求使用催化剂Raney 镍，对工艺条件提出了新的要求。化学合成法使用的化学试剂在产品中会有不同程度的残留，L-Gln 作为一种药或功能食品，对纯度有较高的要求，而且大量化学试剂的使用会造成环境污染，从而限制了产品质量及使用范围。
酶法合成Gln
酶法生产的主要反应为:
用NH3 及谷氨酸作为原料经合成酶催化生成Gln时, 腺三磷( ATP)是必需的, 然而因为ATP价格昂贵, 难以在工业上应用; 同时, 酶反应底物NH4+、副产物二磷酸腺苷( ADP)都明显抑制G ln的生成,反应终了时仅有少量的生成。因此此法不具工业意义。
发酵法
谷氨酰胺的生产菌株：1961年, 木下一干等首先发现谷氨酸发酵液中除谷氨酸外还有谷氨酰胺存在。1963年, 木下祝郎在谷氨酸微球菌(M icrococcus glutamine) 发酵液中也发现有谷氨酰胺存在。目前, 生产谷氨酰胺的菌种主要包括谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum )、北京棒杆菌(C.pekinense)、乳糖发酵短杆菌(Brevibacterium lactofermentum )、黄色短杆菌( B. flavun )、里建思黄杆菌(Flavobacterium rigebnse)和钝齿棒杆菌(C. crenatum )等。这些菌种又可分为2种: 一种原为谷氨酸生产菌种, 通过改变条件, 由生产谷氨酸转向
生产谷氨酰胺; 另一种为谷氨酸产生菌的变异株。其中, 谷氨酸产生菌变异株生产谷氨酰胺的方法较普遍, 且诱变剂较易得到, 目前常用此方法获得高产菌株。
目前, Gln生产菌种主要采用传统的随机诱变结合定向筛选的方法选育, 随机诱变包括化学诱变、物理诱变和物理化学复合诱变等, 常用的诱变剂和诱变因素有硫酸二乙酯、亚硝基胍、γ-射线、紫外线等; 定向筛选包括对氨基苯甲酸结构类似物磺胺胍的抗性突变筛选、Gln结构类似物抗性突变筛选、高NH4+浓度抗性突变筛选等。
通过改变发酵条件使谷氨酸发酵向谷氨酰胺发酵转化的机理是: 发酵条件的变更创造
了有利于合成谷氨酰胺的环境, 谷氨酸产生菌中的谷氨酰胺合成酶活力增加, 而谷氨酰胺合成酶活力受到抑制, 谷氨酰胺大量积累生成, 而谷氨酸的生成量减少; 另一方面, 由于细胞环境的影响, 谷氨酰胺易从细胞中分泌出来积累在发酵液中, 而谷氨酸渗透性减小(滞留在
细胞内), 从而使发酵转化得以实现。其转化机理如图3所示。
图3 L-谷氨酸发酵向L-谷氨酰胺发酵转换的机制
谷氨酰胺发酵的工艺控制：
图4 谷氨酰胺合成的发酵控制
如图4所示,葡萄糖合成谷氨酸和谷氨酰胺分解为谷氨酸的反应均是在偏碱性条件下进行的, 由谷氨酸合成谷氨酰胺的反应亦是在偏碱性条件下进行的。而谷氨酸生产菌生长的适宜pH值一般在6. 2-8. 0。所以发酵前期应控制pH 值在偏碱性环境,以促进菌体生长, 并激活谷氨酸合成酶的活性, 保证谷氨酰胺合成前体谷氨酸的合成; 而发酵后期应控制pH 值在偏酸性环境, 以增加谷氨酰胺合成酶的活性, 同时抑制谷氨酰胺酶的活性, 使谷氨酰胺大量积累生成, 而减少谷氨酸的生成量。
除上述因素外, 影响谷氨酰胺高产的因素还有以下几个方面:( 1)NH4+和Cl-浓度。( 2)金属离子Mg2+ 、Zn2+ 、Fe2+。( 3)玉米浆、尿素。( 4)氧的供应。
市场分析
微生物发酵法是L-Gln 的主要生产方法，生产国主要是日本，韩国也有少量生产。日本的发酵水平为60g/L, 韩国为50g/L。1977 年日本用发酵法生产L-Gln 的年产量达100t，1979 年上升到500t，1990年则上升到1200t，并有逐年递增的趋势。全世界L-Gln生产量逐年递增，在1986 年为900t，1990 年为1800t，目前年产量约为10000t。我国目前只有极少数厂家以发酵法生产, 药品级L-Gln 主要依赖进口。
对于我们这样一个13 亿人口的大国，L-Gln 等药用氨基酸需求量很大，有巨大的潜在市场，目前我国药用L-Gln 依靠进口且价格昂贵。预计国内L-Gln 需求可达5000吨/年，现在国际市场上L-Gln 价格大约100 万元左右/吨，L-Gln 的生产成本大约为谷氨酸的3～4 倍，产值达到50 亿人民币，利税可达到1 亿元人民币。因此，发酵法大规模生产L-Gln 将满足国内的市场需求，推动我国氨基酸发酵工业的发展，同时，产品还可出口创汇进入国际市场。
免疫营养:谷氨酰胺的研究新进展 自此Dudrick和Wilrmore ［1］于1967年由小狗的实验证实，经腔静脉输高热量与氮源可获得动物生长发育的结果，并在小儿外科临床应用获得成功后，临床营养开始有了广泛的应用和研究。传统营养支持的基本目的是:提供充足的能量和氮源，以适应机体的代谢需要，保持瘦肉体，维持生理内稳态，促进病人康复。为达到一目的，在营养支持的发展过程中.曾先后出现静脉内高营养（intravenous hyper-alimentation）、全肠外营养（total parenteral nutrition）、肠内营养（enteral nutrition）、人工胃肠（arti ficial gut）、代谢支持（metabol-ic support）等概念.每一新概念的问世与研究，都推动着临床营养向高水平的领域发展，使之成为现代医学中不可缺少的技术，营养支持已成为提高危重病人救治成功率的关键之一。 20世纪90年代以来，一系列的相关研究表明，营养支持可以改变疾病的治疗效果，不仅仅是由于纠正和预防了治疗对象的营养不足，更重要的可能是通过其中特异营养素的药理学作用达到治疗目的。某些营养物质不仅能防治营养缺乏，而且能以特定方式刺激免疫细胞增强应答功能，维持正常、适度的免疫反应，调控细胞因子的产生和释放，减轻有害的或过度的炎症反应，维持肠屏障功能等。这一新概念最初被称之为营养药理学（nutritional pha rmacology），近年来更多的学者称之为免疫营养（immunonutrition）以明确其治疗目的。即将某些特异性营养物添加于标准肠内营养或肠外营养中，可以达到增强免疫功能和调节炎性反应，保护胃肠黏膜屏障功能等作用［2］。有关这方面的研究是现代外科的发展方向之一，具有免疫药理作用的营养素亦随着研究的进展日趋增多， 研究较多并已开始应用于临床的营养素包括谷氨酰胺、精氨酸、ω-3脂肪酸.核苷酸、膳食纤维等。 1 作用机制 谷氨酰胺（Gln）是血循环和体内游离氨基酸池中含量最丰富的氨基酸，Gln所含的酰胺氮是所有细胞的生物合成所必需，体内细胞利用Gln可合成嘌呤、嘧啶、氨基糖及其它氨基酸。因此，Gln是蛋白质代谢的重要调节因子，被认为是机体在应激状态下的条件必需氨基酸。体内以快速增殖为特征的细胞对Gln具有很高的摄取率，如肠黏膜细胞、免疫细胞、成纤维细胞等。最初的研究认为，Gln参与免疫营养是作为 营养物质来修复肠上皮，维持肠屏障功能，防治肠道细菌和毒素易位，减少肠源性感染。免疫营养的研究进展表明，Gln可被不同的免疫组织利用。在创伤和脓毒血症时，淋巴细胞、巨噬细胞等对Gln的需求增加，致使机体对这一营养素的需求量超过其产出量，血和组织
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谷氨酰胺转氨酶的研究进展 作者：陶红军， 邵虎， 黄亚东， 孔令伟， TAO Hongjun， SHAO Hu， HUANG Yadong， KONG Lingwei 作者单位：陶红军,黄亚东,TAO Hongjun,HUANG Yadong(常州红梅乳业有限公司,江苏,常州,213023)，邵虎,SHAO Hu(江苏食品职业技术学院,江苏,淮安,223003)， 孔令伟,KONG Lingwei(淮安快 鹿牛奶有限公司,江苏,淮安,223001) 刊名： 中国酿造 英文刊名：CHINA BREWING 年，卷(期)：2010(6) 参考文献(38条) 1.黄六容;何冬兰微生物谷氨酰胺酶的研究进展 2004(02) 2.王灼维;王璋土壤分离转谷氨酰胺酶生产菌株 2004(04) 3.MOTOKIM;OKIYAMA A;NONAKA M Novel transglutaminase manufacture for praparation of protein gelling compounds 1989 4.MOTOKI M;SEGURO K Transglutaminase and its use for food processing 1998 5.唐名山;王树英;陈坚Streptovcrticillinm mobaraense 谷氨酰胺转胺酶的表达、纯化和复性[期刊论文]-食品与发酵工业 2004(04) 6.鲁时瑛;岗楠迪;堵国成谷氨酰胺酶的分离纯化及酶学性质[期刊论文]-无锡轻工大学学报 2002(06) 7.崔艳华;张兰威谷氨酰胺转氨酶研究进展[期刊论文]-生物技术通报 2009(1) 8.姜燕;温其标;唐传核谷氨酰胺转移酶对食物蛋白质成膜性能的影响[期刊论文]-华南理工大学学报 2006(08) 9.丁克毅;刘军;EleanorM.Brown转谷氨酰胺酶(MTCrase)改性明胶可食件薄膜的制备[期刊论文]-食品与生物技术学报 2006(04) 10.丁克毅轻谷氨酰胺酶改性明胶高强度薄膜的制备 2006(01) 11.张春红;陈海英;车晓彦谷氨酰胺转氨酶改性谷朊粉的研究[期刊论文]-食品科学 2006(12) 12.KURAISHI C;SAKAMOTO J;YAMAZAKI K Production of restructured meat using microbial transglutaminase without salt or cooking[外文期刊] 1997(3) 13.田少君;梁华民转谷氨酰胺酶对大豆分离蛋白凝胶性的影响[期刊论文]-中国油脂 2005(08) 14.熊晓辉;王晓丽;束长丰谷氨酰胺转氨酶对内酯豆腐品质的影响[期刊论文]-食品研究与开发 2007(05) 15.田少君;梁华明转谷氨酰胺酶对大豆分离蛋白的改性研究[期刊论文]-粮油加工与食品机械 2005(06) 16.陈义华;陆兆新;尤华灰色链轮丝菌产转谷氨酰胺酶发酵条件的优化[期刊论文]-食品科学 2003(09) 17.王璋;刘新征;王亮"神舟"4号空间飞行对搭载的转谷氨酰胺酶链霉菌选育的影响[期刊论文]-航天医学与医学工程 2004(04) 18.陈国娟;张春红;刘长江谷氨酰胺酶的分离纯化及酶学性质的研究[期刊论文]-食品工业科技 2007(01) 19.LEE H G;LANIER T C;HAMANN D D Transglutaminase effects on low temperature gelation of fish protein sols[外文期刊] 1997(1) 20.ANDO H;ADACHI M;UMEDA K Purification and characteristics of a novel transglutaminase derived from microrganisms 1989 21.江波;周红霞谷氨酰胺转氨酶对大豆7S蛋白质及肌球蛋白质胶凝性质的影响[期刊论文]-无锡轻工大学学报2001(02) 22.江新业;宋钢以鱼类下脚料制备风味蛋白粉的研究[期刊论文]-中国酿造 2007(12)
实验三预习报告硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性的测定实验三、硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性的测定一、硝酸还原酶的测定[原理]: 硝酸还原酶(NR)是植物氮素同化的关键酶，它催化植物体内的硝酸盐还原为亚硝酸盐，产生的亚硝酸盐与对-氨基苯磺酸(或对-氨基苯磺酰胺)及α-萘胺(或萘基乙烯胺)在酸性条件下定量生成红色偶氮化合物。 生成的红色偶氮化合物在540nm有最大吸收峰，可用分光光度法测定。硝酸还原酶活性可由产生的亚硝态氮的量表示。一般以每克鲜重含氮量表示，即以-1-1ug.g.h为单位。NR的测定可分为活体法和离体法。活体法步骤简单，适合快速、多组测定。离体法复杂，但重复性较好。 [试剂] 1(亚硝酸钠标准溶液:准确称取分析纯NaNO0.9857g溶于去离子水后定容至1 2-1000ml，然后再吸取5ml定容至1000ml，即为含亚硝态氮1ug.ml的标准液; 2(0.1molpH7.5的磷酸缓冲液:NaHPO.12HO30.0905g与NaHPO.2HO 242242 2.4965g加去离子水溶解后定容至1 000ml; -13(1%(W/V)溶液:1.0g 对氨基苯磺酸溶于100ml 3 mol.LHCL中(25ml浓-1盐酸加水定容至100ml 即为 3 mol.LHCL); (0.02%(W/V)萘基乙烯胺溶液:0.020g萘基乙烯胺溶于100ml 去离子水中，4 贮于棕色瓶中; -1-15(0.1mol.LKNO溶液:2.5275g KNO溶于250Ml 0.1mol.LPh7.5的磷酸缓冲33 液中; -16(0.025mol.LPh 8.7 的磷酸缓冲液:8.864 0g NaHPO12HO，0.0570g 24.2
货号: QS1807 规格：50管/24样谷胺酰胺合成酶（Glutamine synthetase，GS）试剂盒说明书 可见分光光度法 正式测定前务必取2-3个预期差异较大的样本做预测定 测定意义： GS（EC6.3.1.2）主要存在于植物中，是生物体内氨同化的关键酶之一，催化铵离子和谷氨酸合成谷氨酰胺，不仅可以防止过多的铵离子对生物有毒性，而且谷氨酰胺也是氨的主要储存和运输形式。 测定原理： GS在ATP和Mg2+存在下，催化铵离子和谷氨酸合成谷氨酰胺；谷氨酰胺进一步转化为γ─谷氨酰基异羟肟酸，在酸性条件下与铁形成红色的络合物；该络合物在540nm处有最大吸收峰，可用分光光度计测定。 自备实验用品及仪器： 可见分光光度计、水浴锅、台式离心机、可调式移液器、1 mL玻璃比色皿、研钵、冰和蒸馏水。 试剂的组成和配制： 提取液：30mL×1瓶，4℃保存。 试剂一：10mL×1瓶，-20℃保存。 试剂二：10mL×1瓶，-20℃保存。 试剂三：粉剂×2瓶，-20℃保存。用时每瓶加入5mL蒸馏水充分溶解备用，用不完的试剂仍-20℃保存。 试剂四：10mL×1瓶，4℃避光保存。 样本测定的准备： 1、细菌、细胞或组织样品的制备： 细菌或培养细胞：先收集细菌或细胞到离心管内，离心后弃上清；按照细菌或细胞数量（104个）：提取液体积（mL）为500~1000：1的比例（建议500万细菌或细胞加入1mL提取液），超声波破碎细菌或细胞（冰浴，功率20％或200W，超声3s，间隔10s，重复30次）；8000g 4℃离心10min，取上清，置冰上待测。 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提取液），进行冰浴匀浆。8000g 4℃离心10min，取上清，置冰上待测。 2、血清（浆）样品：直接检测。 测定步骤： 1、分光光度计预热30min以上，调节波长至540nm，蒸馏水调零。 第1页，共2页
发酵法生产L 谷氨酰胺研究进展 L-谷氨酰胺(L-glutamine, L-Gln)是L-谷氨酸的γ - 羧基酰胺化的一种条件性必需氨基酸(图1),相对分子质量146.15,熔点185℃(分解),晶体呈白色斜方或粉末状,结晶状态下稳定,无臭,稍有甜味,溶于水( 水溶液呈酸性) ,等电点 5 . 6 5 ,几乎不溶于乙醇和乙醚. L-Gln 属中性氨基酸,在偏酸,偏碱及较高温度下易分解成谷氨酸或环化为吡咯烷酮二羧酸. O H 2N C CH2 CH2 N H 3+ CH COO- L-Gln是人体血液中浓度最高(500～900 mol/L)的游μ 离氨基酸,所占比例高达61%.L-Gln 在肾脏是肾小管泌氨作用的主要氮源,在肝脏是糖异生和尿素合成的原料,在神经组织又是神经递质的前体物质,在血液中有暂时解除氨毒的作用,现已普遍认为L - G l n 是一种"条件性必需"氨基酸. L-Gln 主要生理功能如下: 治疗胃肠溃疡[1].因外源L-Gln 能促使胆汁分泌和正常排粪,故L-Gln 已用于临床治疗腹部溃疡,节段性回肠炎和过敏性肠炎.如日本寿制药株式会社生产的"麦滋林" ,为L - G l n / 萸磺酸钠颗粒剂,该胃药制剂现已进入我国市场.缓解运动综合症或运动疲劳[2].L-Gln可以调节蛋白质合成,抑制蛋白质降解,糖原合成,细胞生长,激活免疫,提高生长激素水平.让成年人喝下一瓶含有2g L-Gln 的饮料,90min 内,其血液样品中生长激素最高可增长4 3 0 % .目前已大量用于治疗运动员的运动综合症和高强度劳动或运动后的疲劳恢复. 调节机体免疫力[3-4].外源L-Gln 会刺激免疫球蛋白分泌,促进免疫系统重建,如: 烧伤,艾滋病,关节炎等免疫系统的恢复. 增强脑神经机能[5] .L-Gln 可被用作中枢神经抑制剂,在大脑中被转化成谷氨酸,与葡萄糖一起参与脑代谢,以平衡脑内电流脉冲,有利于人脑的清醒和情绪稳定,是少数几种能克服血脑屏障和参与大脑化学反应的物质之一,被称为"大脑燃料" . L-Gln 在癌症治疗上的潜在价值[6], 减少癌症治疗中化疗和放疗的副作用. 1 L- 谷氨酰胺的生产方法由于L-Gln 重要的生理功能和临床治疗作用,如何实现L-Gln 的工业化生产越来越受到关注.L-Gln 的生产方法主要有化学合成法,酶促合成法和发酵法. 1.1 化学合成法 经L-Gln 合成酶(GS)催化而成,如图 3 所示. 与化学合成法相比,酶促合成法反应步骤相对简单,其中三磷酸腺苷( A T P ) 是必需的.A T P 价格昂贵, 同时酶促反应底物NH 4 + ,副产品二磷酸腺苷(ADP)都明显抑制L-Gln 的生成,因此该生产方法不能满足大规模工业化生产的需要. 1.3 发酵法发酵法是目前最常用的L-Gln 生产方法,具有原料 来源广泛,生产成本低,产品质量可控,产物单一等优点,适宜于大规模工业化生产.1 9 6 1 年,T s u n o d a 等[ 7 ] 首先发现 除了谷氨酸以外,在谷氨酸发酵液中还有L-Gln;1963 年,Oshima 等[8] 通过改变谷氨酸微球菌的发酵条件使谷氨酸发酵转向L-Gln 发酵;七十年代, Nakanishi 等[9-11]进一步证实了,改变发酵条件可以使谷氨酸产生菌从谷氨酸发酵转向L - G l n 发酵.八十年代后,我国在实验室小试或中试规模中进行了L-Gln 发酵法生产,但是L-Gln 产量低[12-13] ,至今未能进行大规模工业化生产. 本文对发酵法生产L-Gln 的关键技术环节(如菌种选育,发酵工艺和分离纯化) 的研究进展进行综述,并详细阐述L-Gln生物合成代谢调控和新型过滤及其藕联技术在下游分离纯化过程中的应用. 2 2.1 发酵法生产L- 谷氨酰胺菌种选育L-Gln 生产菌种主要来自谷氨酸生产菌,如棒杆菌 C H 3O H CS2 NH3 C 5 H 9 NO 4 (Glu)—————→ C 6 H 11 NO 4 —————→ C 7 H 20 N 4 O 4 S 2 —————→ H 2S O 4 NH 3 HOAC C 7 H 18 N 4O 3 S 2 ————→ C 5 H 10 N 2 O 3 (L-Gln) C H 3O H N H 2N H 2 Raney 镍C 5 H 9 NO 4 (Glu)—————→ C 6 H 11 NO 4 —————→ C 6 H 13 N 3 O 3 —————→ H 2S O 4 C6H 10 N2O 3(L-Gln) 图2 化学法合成L-Gln 流程图Fig.2 Chemical synthetic pathway for production of L -Gln (Corynebacterium sp.)[9-11], 短杆菌(Brevibacterium sp.) [7,14] ,微球菌(Micrococcus sp.)[8].此外,还有非谷氨酸生产菌, 如产黄菌(Flavobacterium rigense)的一些变[15-18] 异菌种. 目
谷氨酰胺在临床上的应用： 1.消化道溃疡 李氏等对59例PU患者随机分成验证组17例,口服谷氨酰胺；对照组22例；开放组20例进行研究,结果显示：验证组例、DU5例)治愈率35.3％、显效率58.8％、总 you xiao lu94.1％；对照组(GU11例、DU11例)治愈率9.1％、显效率36.4％、总 you xiao lu86.4％。研究证明：联合应用谷氨酰胺治疗PU疗效好,不良反应小。其可能机制为：L-谷氨酰胺能增加胃粘膜上皮成分己糖胺及葡萄糖胺的生化合成,而糖蛋白是胃上皮外粘液的重要组成部分,故能维持粘液层和粘膜屏障的功能和结构。 2.短肠综合征 等对1例因先天性腹腔裂开发展成坏死性小肠结肠炎,后又因多次手术和肠切除而发展成SBS男性病儿,观察其的代谢和治疗效应。在使用各种常规营养方法均未能使粪便量减少和体重增加的情况下,在TPN中试加了谷氨酰胺,共5周。结果发现血液中谷氨酰胺恢复至正常水平,病儿体重由12kg增至13.1kg，肠微绒毛上皮细胞和粘膜深部组织中,非特异性炎症反应明显减轻,甚至消失,粘膜萎缩减轻,隐窝变深,双糖酶活性增强,粪便中碳水化合物和脂肪量明显减少。其机制可能为外源性谷氨酰胺有利于小肠粘膜结构、粘膜屏障和吸收功能恢复,有利于剩余小肠功能发生适应性变化。 3.重症急性胰腺炎 何氏等对64例重症急性胰腺炎随机分为3组，1组传统保守方案，2组传统保守+TPN治疗，3 组在2组方案+丙氨酰－谷氨酰胺双肽治疗,结果显示：治疗两周后血清白蛋白，2、组较1组增加(p＜0.05) ；3组死亡率分别为34.8％(8/23)、％(3/21)和0％,并发症发生率分别为91.3％(21例次、47.6％(10例次/21)、20.0％(4例次/20)，3组较2组、组差异明显(p ＜0.01),其中3组未出现胰腺周围感染。上述研究说明,静脉输注谷氨酰胺可以增加蛋白质合成,减少死亡率及并发症发生率。谷氨酰胺通过降低血浆内毒素水平、显著减少异位细菌数量,从而保护肠黏膜屏障,改善肠道内微生态环境和预防肠源性细菌和内毒素异位甚至减低ARDS和MODS 发生率。4 瘀胆和胆石症等用雄性Wistar鼠观察了STD-TPN和谷氨酰胺-TPN对胆结石形成的影响,结果显示谷氨酰胺-TPN可使胆汁分泌量明显增加,显著大于STD-TPN和常规进食组(P均＜0.01),而胆汁中总胆红素、直接胆红素、总和游离较STD-TPN组显著下降,接近于正常水平,组织学检查提示STD-TPN组脂肪浸润明显增多,而谷氨酰胺-TPN组明显减少甚至消失。此外，组胰岛素/胰高血糖素比值明显降低,恢复至正常。证明提供外源性谷氨酰胺可明显改善肝细胞代谢,显著降低肝内胆汁淤积和减少脂肪浸润,增加胆汁分泌、降低胆囊内和胆红素水平,有效预防了TPN后胆汁淤积和胆石症的发生。 4.炎性肠道病变 等发现溃疡性结肠炎和Crohn's病患者内毒素的水平明显升高,并与炎症性疾病的严重程度密切相关,已证实是快速分化细胞如肠道细胞、淋巴细胞的主要能量底物,缺乏的营养与支持可引起肠粘膜萎缩和屏障功能损害,导致肠道内细菌和内毒素易位。Fujite等以1.5％降解的λ-爱兰苔胶
货号：MS1801 规格：100管/96样谷氨酸合成酶（Glutamate synthase，GOGAT）试剂盒说明书 微量法 正式测定前务必取2-3个预期差异较大的样本做预测定 测定意义： GOGAT广泛分布于植物中，和谷氨酰胺合成酶共同构成GS/GOGAT循环，参与氨同化的调控。 测定原理： GOGAT催化谷氨酰胺的氨基转移到α-酮戊二酸，形成两分子的谷氨酸；同时NADH氧化生成NAD+，340nm吸光度的下降速率可以反映GOGAT活性大小。 自备实验用品及仪器： 紫外分光光度计/酶标仪、台式离心机、水浴锅、可调式移液器、微量石英比色皿/96孔板、研钵、冰和蒸馏水。 试剂组成和配制： 提取液：液体100mL×1瓶，4℃保存； 试剂一：液体20mL×1瓶，4℃保存； 试剂二：粉剂×2瓶，4℃保存； 粗酶液提取： 细菌或培养细胞：先收集细菌或细胞到离心管内，离心后弃上清；按照细菌或细胞数量（104个）：提取液体积（mL）为500~1000：1的比例（建议500万细菌或细胞加入1mL提取液），超声波破碎细菌或细胞（冰浴，功率20％或200W，超声3s，间隔10s，重复30次）；8000g 4℃离心10min，取上清，置冰上待测。 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提取液），进行冰浴匀浆。8000g 4℃离心10min，取上清，置冰上待测。 测定步骤： 1、分光光度计或酶标仪预热30min以上，调节波长至340nm，蒸馏水调零。 2、样本测定 （1）在试剂二中加入9mL试剂一充分溶解混匀，置于37℃（哺乳动物）或25℃（其它物种）水浴5min；现配现用（配好后3h内用完）； （2）在微量石英比色皿或96孔板中加入20μL样本和180μL试剂二，混匀，立即记录340nm 处20s时的吸光值A1和 5min20s后的吸光值A2，计算ΔA=A1-A2。 GOGAT活性计算： a.用微量石英比色皿测定的计算公式如下 （1）按样本蛋白浓度计算： 单位的定义：每mg组织蛋白每分钟消耗1 nmol的NADH定义为一个酶活力单位。 GOGAT（nmol/min/mg prot）＝[ΔA×V反总÷（ε×d）×109]÷(V样×Cpr) ÷T=321×ΔA÷Cpr （2）按样本鲜重计算： 单位的定义：每g组织每分钟消耗1 nmol NADH定义为一个酶活力单位。 第1页，共2页
谈谷胺酰胺对人体的重要性 最先发现谷氨酰胺重要作用的人不是医生，而是那些想在实验室培养细胞的人。50年代初期，Hennry Eogle想通过在细胞培养液中加入葡萄糖来使人和动物的细胞在体外生长。但他发现，仅有葡萄糖是不够的。在试用了许多营养物之后，他发现了谷氨酰胺可以促进免疫细胞和其他一些细胞的生长。像大多数新发现一样，当时并未引起人们的重视。直到20年后，人们重新发现这一现象时才引起重视。70年代，Herbert Windmuelle博士研究抗生素和其他药物在小肠吸收的特点时，为了灌注含适当营养的溶液保持一小段肠子存活。经筛选实验发现了了谷氨酰胺。 谷氨酰胺是由谷氨酸和氨化合而成。谷氨酰胺与谷氨酸一样，也是20种氨基酸中的一种。从结构上看，谷氨酰胺的特点是比其他的氨基酸多了一个氮原子。而且谷氨酰胺在细胞中很容易分解成谷氨酸和氨。而释放出多余的氮原子。氮是合成核酸、蛋白质、氨基酸等不可缺少的原料。所以，现代研究认为谷氨酰胺是氮的运载工具。对干细胞的分裂增殖起重要作用。相比之下，葡萄糖只能为细胞提供能量，不能为干细胞再生提供原料，所以当细胞正常生活时，葡萄糖从提供能量维持生理活动的角度看是必需的。但在疾病过程中，当功能细胞受损，需要干细胞再生，重建组织器官时，葡萄糖就不起作用，而需要谷氨酰胺了。 谷氨酰胺是体内最普通的游离氨基酸。约占总游离氨基酸的60%。而且在血流中谷氨酰胺的浓度也是很高的。其浓度大约是谷氨酸的8倍。许多氨基酸不到谷氨酰胺的1/10。含量最多的丙氨酸，也只约为谷氨酰胺浓度的一半。对于机体中和血液中浓度如此高的谷氨酰胺，过去我们的了解是很少的。只知道可作为氮的转运者，起到降低中枢神经系统血氨的作用。在氨基酸的分类中，也将谷氨酰胺作为非必需氨基酸，而且在目前临床应用的各种复合氨酸酸注射液中都没有谷氨酰胺这一成份。这种忽略与其在机体氨基酸中所占的份额并不相称。 对谷氨酰胺的一些临床作用叙述如下： 一、谷氨酰胺对消化道的作用 谷氨酰胺是消化道修复的最重要的营养物质。这是在最近20年才认识到的。大多数临床工作者认为在疾病和手术期间不应使用肠道。肠道需要休息，以利自身修复。然而肠道修复所需要的营养--谷氨酰胺，在很多食谱中没有得到提供。现代静脉用溶液中也不含谷氨酰胺。此时，在病人禁食时发生的实际情况是肠粘膜细胞萎缩。因为它们缺乏食物中所带来的谷氨酰胺的营养。通常情况下肠道厚厚的内衬被落落的剥脱组织所代替。后者易腐蚀，形成溃疡。细菌易通过。因此，疾病期间试图用禁食让肠道自身修复和仅提供葡萄糖溶液支持就会发生相反的结果。不但不能修复，肠道还会损伤。肠道内衬变落，肠道内细菌穿过肠壁进入临近组织，最终有些病人细菌或细菌毒素还会进入血液，形成“细菌移位”、“肠源性内毒素血症”。而这又是形成“多脏器功能衰竭”的重要原因。对于维持健康起重要作用的胃肠粘膜内衬，即是物理屏障，又是免疫屏障。如果细菌或病毒确实成功地越过了物理屏障，绒毛深层特殊的白细胞就会吞噬消灭入侵的微生物。当谷氨酰胺对肠道的正常供应受阻时，就像一个人不吃饭
实验27 植物体内GS 谷氨酰胺合成酶活力的测定 【原理】 谷氨酰胺合成酶（GS ）是植物体内氨同化的关键酶之一，在A TP 和Mg 2+存在下，它催化植物体内谷氨酸形成谷氨酰胺。在反应体系中，谷氨酰胺转化为γ─谷氨酰基异羟肟酸，进而在酸性条件下与铁形成红色的络合物，该络合物在540nm 处有最大吸收峰，可用分光光度计测定。谷氨酰胺合成酶活性可用产生的γ─谷氨酰基异羟肟酸与铁络合物的生成量来表示，单位μmol ·mg ﹣1protein ·h ﹣1。也可间接用540nm 处吸光值的大小来表示，单位A ·mg ﹣1 protein ·h ﹣1。 【仪器与用具】 冷冻离心机；分光光度计；天平；研钵；恒温水浴；剪刀；移液管（2ml 、1ml ）。 【试剂】 提取缓冲液： 0.05mol/L Tris-HCl ，pH8.0，内含2mmol/L Mg 2+ ，2mmol/L DTT ，0.4mol/L 蔗糖。称取Tris （三羟甲基氨基甲烷）1.5295g ，0.1245g MgSO 4·7H 2O ，0.1543g DTT （二硫苏糖醇）和34.25g 蔗糖，去离子水溶解后，用0.05 mol/L HCl 调至pH8.0，最后定容至250ml ； 反应混合液A （0.1mol/L Tris-HCl 缓冲，pH7.4）： 内含80mmol/L Mg 2+ ，20mmol/L 谷氨酸钠盐，20mmol/L 半胱氨酸和2mmol/L EGTA ，称取 3.0590g Tris ，4.9795 gMgSO 4·7H 2O, 0.8628g 谷氨酸钠盐，0.6057g 半胱氨酸，0.1920gEGTA ，去离子水溶解后，用0.1mol/L HCl 调至pH7.4，定容至250ml ； 反应混合液B （含盐酸羟胺，pH7.4）： 反应混合液A 的成分再加入80mol/L 盐酸羟胺，pH7.4； 显色剂（0.2mol/L TCA, 0.37mol/L FeCl 3和0.6mol/L HCl 混合液）： 3.3176g TCA （三氯乙酸），10.1021g FeCl 3·6H 2O ，去离子水溶解后，加5ml 浓盐酸，定容至100ml ； 40mmol/L A TP 溶液：0.1210g A TP 溶于5ml 去离子水中（临用前配制）。 【方法】 1.粗酶液提取 称取植物材料1g 于研钵中，加3ml 提取缓冲液，置冰浴上研磨匀浆，转移于离心管中，4℃下15,000g 离心20min ，上清液即为粗酶液。 2.反应 1.6ml 反应混合液B ，加入0.7ml 粗酶液和0.7ml A TP 溶液，混匀，于37℃下保温半小时，加入显色剂1ml ，摇匀并放置片刻后，于5,000g 下离心10min ，取上清液测定540nm 处的吸光值，以加入1.6ml 反应混合液A 的为对照。 3.粗酶液中可溶性蛋白质测定 取粗酶液0.5ml ，用水定容至100ml ，取2ml 用考马斯亮蓝G-250测定可溶性蛋白质（见实验28）。 4.原始数据记载 5.结果计算： GS 活力(A ·mg ﹣1 protein ·h ﹣1)＝t V P A ?? 式中 A —540nm 处的吸光值； P —粗酶液中可溶性蛋白含量（mg/ml ）； V —反应体系中加入的粗酶液体积（ml ）； T —反应时间（h ）。
谷氨酰胺制剂的研究进展 于健春 =摘要>目的谷氨酰胺这种条件必需氨基酸是营养支持领域研究最热门的营养素之一。经肠内或肠外添加谷氨酰胺可改善动物的器官功能和生存率。由于谷氨酰胺水溶性差及其在水溶液、热消毒及长期储存时在化学上不稳定,长期以来一直没有静脉药用标准的谷氨酰胺制剂。针对谷氨酰胺制剂的研究和临床应用作一探讨。方法通过合成谷氨酰胺双肽作为谷氨酰胺的供体,具有稳定、水溶性强、能耐受热消毒及作为肠外营养应用的谷氨酰胺所必需的全部生化和生理特性,达到国内外的静脉药用标准。结果应用谷氨酰胺双肽在氮平衡、免疫状况、肠道完整性、并发症、康复及预后等方面带来了有益影响,且有肯定的量效关系。结论应用谷氨酰胺双肽改善病人的预后,确定适应证、应用方法及疗效监测,还需进一步的临床研究。 =关键词>谷氨酰胺双肽制剂 80年代以来,人们逐步认识到谷氨酰胺(glu-tam ine,GLN)对机体维持正常生理功能的重要性,并进行了广泛和深入的研究,使谷氨酰胺成为近年来国内外营养支持领域研究最热门的营养素之一[1,2]。 一、谷氨酰胺 谷氨酰胺,一种非必需氨基酸,在许多代谢途径中起着重要作用。它在机体游离氨基酸库中占50%~60%以上,是合成核酸和谷胱苷肽的前体物质。谷氨酰胺是体内的氮源运载工具,它在不同器官组织间流动,并被称为运送燃料的/载氮车0,穿梭于组织与小肠细胞、结肠细胞、淋巴细胞及再生细胞之间。一方面清除氨等代谢废物,另一方面为蛋白质和DNA的合成提供氮源。谷氨酰胺缺乏时造成肠功能和免疫功能等受损,特别是防御肠道内细菌和内毒素进入门静脉血循环的能力下降。在应激、感染及创伤等高分解代谢的情况下,血浆及细胞内的谷氨酰胺浓度下降,机体依靠分解自身的肌肉组织来产生大量的谷氨酰胺供机体利用。如果输入外源的谷氨酰胺则会减轻肌肉的分解[3~5],这与病人的预后及存活相关。故谷氨酰胺又被认为是/条件必需氨基酸0,即在正常情况下,体内能合成足量的谷氨酰胺,而在发热、创伤和手术等应激状态,体内合成不能满足代谢需要;若无外界补充,将导致机体持续的谷氨酰胺耗竭和长期的分解代谢状态。 最初的谷氨酰胺的研究源于处于分解代谢应激状况下的大鼠等动物模型。经肠内或肠外添加谷氨酰胺可改善这些研究动物的器官功能和生存率,如:维持肠粘膜结构和功能,支持肝脏和免疫细胞的功能等[6~9]。这些研究支持谷氨酰胺是胃肠粘膜和免疫细胞重要的营养素这一概念。近十几年的研究结果表明,谷氨酰胺是一种重要的膳食营养素,当摄入这些营养素超过日需量时,可以调节免疫、代谢及炎症过程。这种氨基酸可对治疗重症病人起着重要作用,也是人体在特定分解代谢状况下的条件必需氨基酸[10]。 二、谷氨酰胺制剂的研究 尽管有口服的谷氨酰胺制剂,但由于其谷氨酰含量少,或胃肠道功能障碍的病人吸收差,不能满足病人机体对谷氨酰胺的需要。因此,临床上需要静脉用谷氨酰胺制剂。然而,由于谷氨酰胺水溶性差及其在水溶液、热消毒及长期储存时在化学上不稳定,在加热过程中易降解为氨和焦谷氨酸,限制了其作为静脉营养制剂的制备。因而,长期以来一直没有静脉药用标准的谷氨酰胺制剂。为此,Peter Furst教授提出了双肽的概念[11],即通过合成的甘氨酰-谷氨酰胺双肽(gly-gln)或丙氨酰-谷氨酰胺双肽(ala-gln)作为谷氨酰胺的供体。这种合成的双肽中含有稳定、水溶性强的谷氨酰胺,具有作为肠外营养基质-谷氨酰胺应用时所必需的全部生化和生理特性[12]。它可在水中自然溶解,并能耐受121e热消毒而不分解,达到中国、日本和欧洲等国家食品和药物管理局的标准,也达到中国卫生药政局(DAB)的要求。静脉输入的谷氨酰胺双肽在谷氨酰双肽酶的作用下迅速水解为甘氨酰和谷氨酰胺、或丙氨酰 作者单位:100730中国医学科学院北京协和医院外科
谷氨酰胺在危重症治疗中的作用 本报讯最近几年，谷氨酰胺在临床营养中的应用，特别是在危重症病人治疗中的作用，日益受到人们的关注，成为探讨热点。最近，瑞典斯德哥尔摩胡丁厄大学医院麻醉和重症医疗科Ｗｅｒｎｅｒｍａｎ回顾了近２年来谷氨酰胺在临床营养治疗中的研究进展，重点讨论了谷氨酰胺在危重症治疗中的新观点。 ＣｕｒｒＯｐｉｎＣｒｉｔＣａｒｅ２００３，９∶２７９ 对患者预后的影响 Ｗｅｒｎｅｒｍａｎ首先指出，在过去２年中最令人感兴趣的观点就是，建议将患者入ＩＣＵ时血液中谷氨酰胺浓度作为预后预测指标，并将其作为补充谷氨酰胺治疗的适应证。谷氨酰胺在ＩＣＵ病人营养支持中的应用也成为过去２年中的一大进步。有证据表明，在严重代谢性应激时，机体对谷氨酰胺的需要量增加，而日常食品中谷氨酰胺的含量并不够。 ＩＣＵ住院患者血浆谷氨酰胺浓度低是死亡的一个独立危险因素，这一发现具有里程碑意义，有助于理解缺乏谷氨酰胺对危重症患者的影响。研究者发现，当血浆谷氨酰胺浓度降低被作为一个因子加入ＡＰＡＣＨＥＩＩ预后评分系统后，这一指标改变了预计病死率。 近期一项前瞻性研究表明，住ＩＣＵ超过５天的病人中，当谷氨酰胺补充治疗超过９天时，５０％病人长期生存率得到改善。在另一项研究中，ＩＣＵ中接受谷氨酰胺治疗的全身炎症反应综合征（ＳＩＲＳ）病人的院内感染率降低。此外，在急性胰腺炎患者中，谷氨酰胺补充治疗减少了肠外营养时间；在ＩＩＩ度烧伤病人中，静脉补充谷氨酰胺联合肠内营养治疗，降低了感染率，特别是革兰阴性菌感染率。 谷氨酰胺对于缺血状态下的心肌是否有作用，是否和谷胱甘肽或心脏热休克蛋白的表达和产物有关，正在讨论之中。实验表明，在缺血／再灌注状态下，谷氨酰胺可以保护胃肠黏膜和提高心肌存活率，但没有导致更好的血液动力学表现。在一项小样本临床试验中，谷氨酰胺水平升至正常，使稳定型心绞痛患者运动试验后超声心动图缺血表现减少。 对免疫系统的影响
实验三、硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性的测定 一、硝酸还原酶的测定 [原理]： 硝酸还原酶（NR）是植物氮素同化的关键酶，它催化植物体内的硝酸盐还原为亚硝酸盐，产生的亚硝酸盐与对-氨基苯磺酸（或对-氨基苯磺酰胺）及α-萘胺（或萘基乙烯胺）在酸性条件下定量生成红色偶氮化合物。 生成的红色偶氮化合物在540nm有最大吸收峰，可用分光光度法测定。硝酸还原酶活性可由产生的亚硝态氮的量表示。一般以每克鲜重含氮量表示，即以ug.g-1.h-1为单位。NR的测定可分为活体法和离体法。活体法步骤简单，适合快速、多组测定。离体法复杂，但重复性较好。 [试剂] 1．亚硝酸钠标准溶液：准确称取分析纯NaNO20.9857g溶于去离子水后定容至1 000ml，然后再吸取5ml定容至1000ml，即为含亚硝态氮1ug.ml-1的标准液；2．0.1molpH7.5的磷酸缓冲液：Na2HPO4.12H2O30.0905g与NaH2PO4.2H2O 2.4965g加去离子水溶解后定容至1 000ml； 3．1%（W/V）溶液：1.0g 对氨基苯磺酸溶于100ml 3 mol.L-1HCL中（25ml浓盐酸加水定容至100ml 即为 3 mol.L-1HCL）； 4．0.02%（W/V）萘基乙烯胺溶液：0.020g萘基乙烯胺溶于100ml 去离子水中，贮于棕色瓶中； 5．0.1mol.L-1KNO3溶液：2.5275g KNO3溶于250Ml 0.1mol.L-1Ph7.5的磷酸缓冲液中； 6．0.025mol.L-1Ph 8.7 的磷酸缓冲液：8.864 0g Na2HPO4.12H2O，0.0570g KH2OP4.3H2O，溶于1 000ml去离子水中； 7．30%三氯乙酸溶液：30g三氯乙酸。水溶后定容至100ml。 [方法]； 摇匀后在25度下保温30min，然后在540nm下比色测定。以亚硝态氮（ug）为横坐标（X），吸光值为纵坐标（Y）建立回归方程。 2.样品中硝酸还原酶活力测定 1.在取材的前一天加50mmol/L KNO3或NaNO3到培养苗的水中就可以诱导酶的产生。 2.称取作物叶片0.5g（共3份，剪成1cm 左右的小段（均匀），放入3只三角瓶中，其中 1份作对照，另外2份作酶活性测定用。 3.反应：先向对照三角瓶中加入1ml30%三氯乙酸溶液，然后各三角瓶中都加入9ml 0.1mol/L KNO3溶液，混匀后立即放入干燥器中，抽气30分钟（期间几次通入空气，再 抽真空，使叶片完全沉入瓶底，后在25℃黑暗中反应0.5小时，分别向测定瓶（对照瓶除外）加入1ml30%三氯乙酸终止酶反应。
谷氨酰胺研究进展 L-谷氨酰胺( Gln)是由L-谷氨酸和氨化合而成的, 与谷氨酸一样也是20种氨基酸中的一种。1883年Schulze从甜菜汁中发现了Gln。后来又先后从发芽种子及蛋白质中检出。1935 年, Hans Kerbs首次发现哺乳动物肾脏合成和分解L-Gln的能力, 人们开始逐渐了解它的作用。并在随后的研究中, Kerbs强调多数氨基酸都有多种功能, 但L-Gln的功能是最丰富的。1955年, Harry Eagle综述了哺乳动物细胞的G ln营养需要, 并强调了它是一种很重要的营养素。近年来, 随着人们对L-Gln的生理、生化、临床等方面研究的深入和发展,Gln对生命的重要性正日渐突出, 被认为是目前所知道的最重要的氨基酸之一, 并被称之为条件性必需氨基酸, 也是一种极有发展前途的新药。 L-谷氨酰胺的理化性质 L-谷氨酰胺(L-glutamine，L-Gln)是L-谷氨酸的γ-羧基酰胺化的一种条件性必需氨基酸（图1），相对分子质量146.15，熔点185℃(分解)，晶体呈白色斜方或粉末状，结晶状态下稳定，无臭，稍有甜味，溶于水(水溶液呈酸性) ，等电点5.65，几乎不溶于乙醇和乙醚。L-Gln 属中性氨基酸，在偏酸、偏碱及较高温度下易分解成谷氨酸或环化为吡咯烷酮二羧酸。 图1 L-谷氨酰胺分子结构 L-谷氨酰胺的生理特性 L-谷氨酰胺是构成人体蛋白质所必需的20种氨基酸之一, 是机体含量最丰富的氨基酸, 占全部游离氨基酸60%以上，主要储存在脑、骨骼肌和血液中, 具有很广泛的生理作用: (1)维持机体免疫功能。现有资料表明谷氨酰胺不仅是淋巴细胞和巨噬细胞的重要能量物质, 甚至可能是各种免疫细胞的主要能源物质。小肠作为人体重要的最大免疫器官, 是利用L-谷氨酰胺的主要器官, 它的吸收细胞以很高的速率利用谷氨酰胺, 说明谷氨酰胺在机体免疫中发挥着十分重要的作用。(2)调节蛋白质的合成和分解。谷氨酰胺是蛋白质合成的重要调节剂, 在运动中可以调节蛋白质合成和降低肌肉蛋白质的分解, 从而维持机体的生理功能。(3)谷氨酰胺是机体内氮和碳的重要运载工具。(4)维持体内酸碱平衡。谷氨酰胺可以作为肾脏生成的氨的载体, 直接参与氨的代谢, 从而起到维持酸碱平衡的重要作用。(5)调节糖代谢。谷氨酰胺可以通过糖异生作用生成葡萄糖, 维持血糖浓度平衡。(6)细胞燃料。谷氨酰胺为快速生长和分化的细胞(如血管内皮细胞、淋巴细胞、肠粘膜上皮细胞等)提供能量来源。每1 mol·L-1的谷氨酰胺直接经三羧酸循环可以产生30 mol·L-1的ATP。故谷氨酰胺产能对谷氨酰胺依赖
谷胺酰胺的作用 【别名】左旋谷氨酰胺，Ｌ－谷氨酰胺 【适应症】用于治疗胃及十二指肠溃疡、胃炎及胃酸过多，也用于改善脑功能。 【用量用法】口服：每日１．５～２ｇ，与中和胃酸药合用可提高疗效。用于改善智力发育不良的儿童和精神障碍、酒精中毒、癫痫患者的脑功能，每日０．１～０．７２ｇ。【注意事项】无毒副反应。 【药物规格】片剂。【性状】白色结晶或晶性粉末，能溶于水，不溶于甲醇、乙醇、醚、 苯、丙酮、氯仿和乙醇乙酯，无臭，稍有甜味。 在中性溶液中稳定，在醇、碱或热水中易分解成谷氨醇或丙酯化为 吡咯羧醇，无臭，有微甜味。 【功能】 本标准适用于食品添加剂L-谷氨酰胺，该产品在食品加工中作营养增补剂，调香增补剂。并且L谷氨酰胺是健美运动和健美爱好者的重要营养补剂。它（以下称谷氨酰胺）是肌肉中最丰富的游离氨基酸，约占人体游离氨基酸总量的60％。空腹血浆谷氨酰胺浓度为500－750umol／L。谷氨酰胺不是必需氨基酸，它在人体内可由谷氨酸、颉氨酸、异亮氨酸合
成。在疾病、营养状态不佳或高强度运动等应激状态下，机体对谷氨酰胺的需求量增加，以致自身合成不能满足需要。谷氨酰胺对机体具有多方面的作用： 1．增长肌肉，主要是通过以下几方面来实现： 为机体提供必需的氮源，促使肌细胞内蛋白质合成；通过细胞增容作用，促进肌细胞的生长和分化；刺激生长激素、胰岛素和睾酮的分泌，使机体处于合成状态。 1．谷胺酰胺有强力作用。 增加力量，提高耐力。运动期间，机体酸性代谢产物的增加使体液酸化。谷氨酰胺有产生碱基的潜力，因而可在一定程度上减少酸性物质造成的运动能力的降低或疲劳。 2．免疫系统的重要燃料，可增强免疫系统的功能。 谷氨酰胺具有重要的免疫调节作用，它是淋巴细胞分泌、增殖及其功能维持所必需的。作为核酸生物合成的前体和主要能源，谷氨酰胺可促使淋巴细胞、巨噬细胞的有丝分裂和分化增殖，增加细胞因子TNF、IL-1等的产生和磷脂的mRNA 合成。提供外源性谷氨酰胺可明显增加危重病人的淋巴细胞总数、T淋巴细胞和循环中CD4/CD8的比率，增强机体的免疫功能。 4．参与合成谷眈甘肽（一种重要的抗氧化剂）。 5．胃肠道管腔细胞的基本能量来源。 维持肠道屏障的结构及功能：谷氨酰胺是肠道粘膜细胞代谢
谷氨酰胺即蛋白质合成中的编码氨基酸，白色结晶或晶性粉末，能溶于水，不溶于甲醇、乙醇、醚、苯、丙酮、氯仿和乙酸乙酯，无臭，稍有甜味。现主要在食品加工及工业中作营养增补剂，调香增补剂，那具体起到的作用有哪些呢，下边带您了解。 1、增长肌肉 为机体提供必需的氮源，促使肌细胞内蛋白质合成；通过细胞增容作用，促进肌细胞的生长和分化；刺激生长激素、胰岛素和睾酮的分泌，使机体处于合成状态。 2、增加力量，提高耐力 运动期间，机体酸性代谢产物的增加使体液酸化。谷氨酰胺有产生碱基的潜力，因而可在一定程度上减少酸性物质造成的运动能力的降低或疲劳。 3、可增强免疫系统的功能
谷氨酰胺具有重要的免疫调节作用，它是淋巴细胞分泌、增殖及其功能维持所必需的。作为核酸生物合成的前体和主要能源，谷氨酰胺可促使淋巴细胞、巨噬细胞的有丝分裂和分化增殖，增加细胞因子TNF、IL-1等的产生和磷脂的mRNA合成。提供外源性谷氨酰胺可明显增加危重病人的淋巴细胞总数、T淋巴细胞和循环中CD4/CD8的比率，增强机体的免疫功能。 4、提高机体的抗氧化能力 补充谷氨酰胺，可通过保持和增加组织细胞内的GSH的储备，而提高机体抗氧化能力，稳定细胞膜和蛋白质结构，保护肝、肺、肠道等重要器官及免疫细胞的功能，维持肾脏、胰腺、胆囊和肝脏的正常功能。 5、增加细胞的体积，促进肌肉增长 谷氨酰胺还是少数几种能促进生长激素释放的氨基酸之一。研究表明，口服2克谷氨酰胺就能使生长激素的水平提高4倍，使胰岛素和睾酮分泌增加，从而
增强肌肉的合成作用。 以上就是有关食品工业中谷氨酰胺起到的作用介绍，希望对大家进一步的了解有所帮助，同时，如有不清楚的可咨询宏通生物工程有限公司，该公司为一家主要从事精细化工原料研发，食品原料和医药原料销售为一体的高新技术企业，主营各种食品添加剂，同时，该公司不仅拥有良好的信誉、完善的服务态度，且价格低廉，快速发货，因此，现赢得了广大用户的信赖。