β葡萄糖苷酶的研究进展
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土壤β-葡萄糖苷酶微板法土壤β-葡萄糖苷酶(soil β-glucosidase)是一种重要的土壤酶类,它在土壤有机碳循环和营养元素循环中扮演着重要角色。
本文将介绍土壤β-葡萄糖苷酶的微板法测定方法及其在土壤生态学研究中的应用。
β-葡萄糖苷酶是一类能水解葡萄糖苷键的酶,可将β-D-葡萄糖苷水解成葡萄糖和对应的配基。
它在生物体内广泛存在,包括植物、动物和微生物。
在土壤中,β-葡萄糖苷酶主要由微生物产生,参与碳、氮和磷等元素的循环过程。
微板法是目前常用的测定土壤β-葡萄糖苷酶活性的方法之一。
它通过利用培养基中的显色剂,如对氨基苯酚和氯化铵,与酶反应产生颜色变化,从而测定酶的活性。
这种方法具有操作简便、灵敏度高、准确度好等优点,被广泛应用于土壤生态学研究中。
微板法的步骤如下:1. 样品制备:收集土壤样品后,将其通过筛网过滤,去除大颗粒杂质。
然后将土壤样品加入适量的缓冲液中,使土壤与缓冲液充分混合。
2. 培养基制备:制备含有显色剂的培养基。
常用的培养基配方为:对氨基苯酚、氯化铵和磷酸盐缓冲液。
3. 混合反应:将土壤样品和培养基混合,使其充分接触。
然后将混合物均匀地分配到微孔板的孔中。
4. 孵育:将装有混合物的微孔板放入恒温培养箱中,以适当温度孵育一定时间。
常用的孵育温度为30摄氏度,孵育时间为24小时。
5. 颜色测定:孵育结束后,使用光谱分光光度计测定微孔板中孔的吸光度。
根据吸光度的变化,可以推算出土壤样品中β-葡萄糖苷酶的活性。
土壤β-葡萄糖苷酶的活性可以反映土壤中有机质的分解能力和微生物的活跃程度。
在土壤生态学研究中,通过测定土壤β-葡萄糖苷酶活性,可以评估土壤的健康状况、有机质分解速率和养分循环能力。
此外,β-葡萄糖苷酶活性还与土壤的物理化学性质、植被类型和管理方式等因素密切相关,因此可以用于土壤质量评价、土壤肥力改良和生态系统管理等方面。
土壤β-葡萄糖苷酶微板法是一种常用的测定土壤酶活性的方法,其操作简便、准确度高,在土壤生态学研究中具有重要应用价值。
桦褐孔菌β—葡萄糖苷酶基因的克隆与定量表达分析摘要:利用反转录PCR(reverse transcription PCR,RTPCR)和cDNA末端快速扩增(rapidamplification of cDNA ends,RACE)技术从桦褐孔菌(Inonotus obliquus)菌核中克隆了β葡萄糖苷酶基因的全长DNA序列,命名为IOBGL。
该DNA序列全长3382 bp,其中开放阅读框(ORF)长度为2583 bp,含有13个内含子和14个外显子,编码860个氨基酸,相对分子量为93.4 kD,等电点为5.57,编码的氨基酸序列与地中海嗜蓝孢孔菌(Fomitiporia mediterranea)相似性最高(85%)。
采用实时荧光定量PCR技术研究IOBGL基因在菌核发育过程中的表达量变化,结果表明,IOBGL基因在菌核的发育过程中,表达量呈先上升后下降趋势。
关键词:桦褐孔菌;内切葡聚糖酶;菌核桦褐孔菌(Inonotus obliquus)又称桦纤孔菌、斜生纤孔菌,俄语名为:Chaga,是一种珍贵的药用真菌,菌核为药用部分[1],具有增强免疫功能、降血糖和抗肿瘤等多种功效。
桦褐孔菌广泛分布于欧洲、亚洲和北美洲[2],在我国主要分布于黑龙江大小兴安岭、吉林长白山区、内蒙古、河北、山西和陕西的天然林内[35]。
目前桦褐孔菌菌核的人工栽培虽然取得成功,但是由于菌核产量低,尚不能进行规模化生产。
所以,提高人工栽培的菌核产量势在必行。
诸多研究表明,纤维素酶活性与子实体的产量密切相关[68],而β葡萄糖苷酶(betaglucosidase,BGL)是纤维素酶系的主要组分之一,广泛的分布于细菌、真菌和许多动植物体内[9]。
研究发现,BGL参与EMP糖酵解途径,主要是协助其它酶将纤维二糖和纤维素寡糖水解为葡萄糖,对维持生物体的正常生理功能起着重要作用[10]。
但是,BGL在纤维素酶系中所占的比重最少、活力普遍不高,成为纤维素酶活性的瓶颈。
ß-葡聚糖的研究进展程彦伟李魁赵江燕麦β-葡聚糖是一种存在于大燕麦皮中的天然非淀粉类水溶性植物糖,其基本结构是由D葡萄糖以β14,β1-3糖苷键连接而成的线性多糖,这两种糖苷键的比例大致为7:3。
燕麦β-葡聚糖是一种水溶性膳食纤维,因其具有的黏性阻碍淀粉、蛋白质等物质的消化和吸收,并可增殖消化道有益菌,所以可对人体具有一些极为有利的生理功能:具有显著的降血脂、降血糖及提高免疫能力,维持肠道微生态环境等。
另外,它还能加快确定人群的免疫细胞。
对细菌感染的反应并控制住细菌感染的位置,使感染面尽快恢复;作为化妆品的有效成分,可以提高皮肤抗过敏能力,激活免疫功能,延缓皮肤衰老。
燕麦水溶性膳食纤维和燕麦葡聚糖,可有效降低餐后血糖浓度和胰岛素水平,降低胆固醇和预防心血管疾病.燕麦纤维食品易被人体吸收,并且因含热量很低,既有利于减肥,又适合心脏病,高血压和糖尿病患者食疗的需要。
降低胆固醇早在多年,科学家就发现bata一葡聚糖能够减少肠胃吸收脂肪酸的速率,降低人体胆固醇的合成.随着bata一葡聚糖研究的日趋成熟,学者们先后在动物及人体实验水平上进行了大量的实验,证实了bata一葡聚糖在降低胆固醇和低密度脂蛋白方面具有特异的生理功能.科学家发现bata一葡聚糖对胆固醇的影响主要在于能显著降低血浆中总胆固醇(TC)和低密度脂蛋白胆固醇(LDI一TC),而对高密度脂蛋白(HDL)和甘油三醋(TG)没有明显影响仁。
燕麦葡聚糖对高血脂人群有明显的降低胆固醇的作用。
有关燕麦葡聚糖降低胆固醇的机理目前有四种假说:①可结合胆汁酸,增加了胆汁酸的排泄,从而降低胆汁酸水平和血浆胆固醇浓度。
②可被肠道中微生物发酵而产生短链脂肪酸,可抑制肝脏中胆固醇的合成。
③可促进LDL一C分解。
④可在消化道中形成高粘度环境,阻碍消化道对脂肪,胆固醇和胆汁酸的吸收。
降血糖每天食用葡聚糖燕麦食品后,患者血糖水平可降低约50%,使用燕麦食品有显著降低血糖作用燕麦汗葡聚糖可通过降低血脂含量,改善血液流动性能,加快糖类成分在吸收利用过程中的转运速度和效率,同时对糖尿病所并发的肝肾组织病变有良好的修复作用,并且可有效降低肝糖原的分解,从而导致血糖降低。
doi : 10.7606/j.issn.l 009-104 1.2021.09.08麦类作物学报 2021,4 1 (9):1 1 16— 1 123Journal of Triticcac Crops网络出版时间=2021-09-09网络出版地址:https ://kns. cnki. nct/kcms/dctail/6 1. 1359. s. 20210909. 0933. 004. html谷物卩-葡聚糖测定方法研究进展李丹青1,张凯龙2,闫金婷3,胡新中2,董锐2,闫喜梅2(1.商洛学院,陕西商洛726000; 2.陕西师范大学食品工程与营养科学学院,陕西西安710119;3.西安市农产品质量安全检验监测中心,陕西西安710077)摘 要:谷物供葡聚糖具有多种生理活性,在食品等领域广泛应用.如何快速、准确、经济地检测供葡聚 糖含量已成为燕麦、大麦等谷物产业亟需解决的问题.目前,谷物供葡聚糖的检测方法主要有酶法、色谱法、 刚果红法、荧光法、粘度法、近红外法等,各方法采用不同的原理,在准确度、检测效率、检测成本等方面均有所差异.其中,酶法测定结果准确度高,已被开发成试剂盒并成为谷物伕葡聚糖的标准检测方.法,但是高纯度酶价格昂贵;近红外法检测简单快捷,可大批量检测样品,甚至可以选用全谷物籽粒进行无损检测,然而该方法在建立时需要大量已知含量的样本确定定量模型.本论文综述了当前谷物供葡聚糖的检测原理、检测方法的优缺点和相关标准.关键词:谷物;-葡聚糖;检测方法中图分类号:S512. 1 :S330文献标识码:A 文章编号:1009-104 1 (2021 )09-1 1 1608Review of Cereal p-Glucan Determination MethodsLI Danqingi ,ZHANG Kailon g 2 ,YAN Jintin g 3,HU Xinzhong ,DONG Rui 2 ,YAN Ximei 2(1. Shangluo University,Shangluo ,Shaanxi 726000,China ; 2. College of Food Engineering and NutritionalScience .Shaanxi Normal University,Xi'an,Shaanxi 710119 ,China ; 3. Testing & Determination Centre of Agricultural Products Quality Safety of Xi'an City, Xi'an,Shaanxi 710077, China)Abstract : Cereal 0-glucan has various physiological activities and is widely applied in food and otherfields. How to quickly ,accurately and economically determine p-glucan content, has become an urgent,issue in cereal industry such as oat. and barley. At present.? the determination methods of cereal p-glu-can mainly contain enzymatic method , chromatographic method , Congo red method , fluorescencemethod , viscosity method,NIR method, etc. There are differences in their principles ? with diversified accuracy, determination efficiency , and cost. Among them , enzymatic method has the highest, accura cy. It. has been developed into commercial assay kit and has become the standard method for the deter mination of cereal p-glucan. However , the enzymes with high purity are expensive. NIR method is easy and quick,and is able to detect, samples in large quantities ?which can even achieve non-destructive tes ting by using whole grains. However this method requires a large nllmbe- of samples with known p-glucan content, to establish the quantitative model. This article summarizes the current, determination principles ,pros and cons ,as well as relevant, standards for each determination method of cereal p-glu-can.Key words : Cereal ; p-glucan ;Determination method收稿日期:2021-01-19 修回日期:2021-02-13基金项目:陕西省重点研发计划项目(2019ZDLN04-04);农业部现代产业技术体系项目(CAR&07-E1);陕西省谷物科学国际联合研究中心项目(2019GHJD-15)第一作者 E-mail : 5 9 7328195 @ qq. com通讯作者:胡新中(E-mail : hxinzhong@snnu. )第9期李丹青等:谷物|3-葡聚糖测定方法研究进展-1117-卜葡聚糖是由-葡萄糖苷键连接D-葡萄糖而成的非淀粉多糖,在自然界中广泛存在.其按结构可分为(3-1,3-葡聚糖、-1,3-1,6-葡聚糖和-1, 3-1,4-葡聚糖,主要来源有谷物、细菌和真菌[].在众多来源中,谷物-葡聚糖由于其丰富、安全、可靠的来源以及优良的理化特性成为研究焦点.谷物-葡聚糖具有多种生理功能和作用.它可以调节血糖水平,预防二型糖尿病3]降低血清胆固醇水平,预防心血管疾病[56];平衡肠道菌群,预防结肠癌调节血压[0]和增强免疫细胞活性[1].此外,谷物-葡聚糖还可作为添加剂应用于乳制品、冰淇淋等食品生产,改善这些产品的感官品质[1213].当前,谷物卜葡聚糖的检测方法主要依靠酶法.此外,研究人员基于3葡聚糖的特性还开发了荧光法[5]、粘度法皿等方法.不同的检测方法在成本、检测结果准确度和检测效率等方面存在差异,因此适用于不同的谷物产品或检测需求.作为一种重要的膳食纤维,(-葡聚糖的检测在谷物尤其是大麦和燕麦的育种、加工和产品开发等方面都被十分重视[1718].开发经济、快速、准确、可大批量检测的方法已成为燕麦和大麦产业亟需解决的问题.本文综述了当前谷物卜葡聚糖的检测原理、相关方法和标准,以期为准确检测谷物3葡聚糖含量、开发特定检测需求的方法等提供参考.1谷物伕葡萄糖的结构谷物3葡聚糖来源广、含量高、分子量大,是一种优良的水溶性膳食纤维[9].作为一种植物细胞壁成分,-葡聚糖可以与荧光染料结合显色,因此采用荧光染色技术可以观察到它在谷物籽粒中的分布[2022].燕麦和大麦是最常见的谷物3葡聚糖来源,小麦和黑麦中含有一定的忻葡聚糖[23].与细菌和真菌-葡聚糖不同,谷物卜葡聚糖由-1,3键和-1,键混合连接而成,是一种线性多糖.其中,1,键连接D-葡萄糖单体形成纤维糖单元,而-1,3键再将这些纤维糖单元连接形成-葡聚糖.卜1,3键的存在可以有效避免分子紧密堆积并且使其具有一定的水溶性,因此(3-1,3与-1,4键的比例、纤维三糖和纤维四糖的比例等因素会对-葡聚糖的理化特性造成影响[324].在不同的基因型和环境下,-葡聚糖在谷物中的含量和结构会有所差异(表1)大麦和燕麦中-葡聚糖的含量较高,分别占籽粒干重的2.2%〜&8%和1.73%〜5.70%;而小麦和黑麦中-葡聚糖含量分别为0.38%〜0.64%和1.4%〜2.6%[526]此外,谷物-葡聚糖分子内纤维三糖和纤维四糖的比例、-1,键与-1,4键的比例、分子量等会存在一定的差异.例如,燕麦-葡聚糖的分子量较高,为180〜850kDa[7],而黑麦忻葡聚糖分子量仅为21kDa[8。
中国食用菌2008,27(1):9~13EDIBLEFUNGl0FCHINACN53—1054/QISSN1003—8310药用、食用菌p一葡聚糖的研究进展孙培龙,胡君荣,杨开,张安强术(浙江工业大学生物与环境学院,浙江杭州310032)摘要:越来越多的研究表明,药用、食用菌B一葡聚糖具有抗肿瘤、抗病毒以及提高免疫力等多种药用价值,对药用、食用茵的研究日益深入。
p一葡聚糖的快速、准确测定,是进一步深入研究的基础。
对p一葡聚糖的构效关系和测定方法,荧光法、酶法、蛋白特异识别法(鲎因子G、Dectin一1)等做相关介绍。
关键词:¥一葡聚糖;构效关系;测定法中图分类号:S“6.9文献标识码:A文章编号:l003—83lO(2008)01一0009—05近年来,多糖的多种生物活性的发现引发了科研工作者的普遍关注,特别是随着生物高分子研究新技术、新方法在多糖研究上的应用,使国内外对生物活性多糖的研究迅速发展。
国内外学者的研究表明葡聚糖具有独特的生理活性和药用价值。
药用、食用菌B一葡聚糖作为多糖研究领域中的一个重要分支,正因其独特的生物活性而引起越来越多的关注。
自1958年BmndeⅢ报道了酵母细胞壁多糖具有抗肿瘤作用以来,人们对药用、食用菌多糖的化学结构及生物活性进行了深入细致的研究并己取得了丰硕的成果。
近20年来,已有大量关于食用菌B一葡聚糖生物活性的研究报道,主要集中在抗肿瘤、免疫调节、抗病毒及抗氧化等方面。
因此,8一葡聚糖的研究具有重要的意义。
1B一葡聚糖的来源及构效关系1.1B一葡聚糖来源B一葡聚糖广泛地分布于真菌、细菌和植物体内,不仅在各种生物体内发挥多种生物学活性,而且在各种生物间的相互影响过程中也具有多种功能,是高效的生物反应调节因子(BRM)。
目前,药用、食用菌B一葡聚糖主要来源于食用、药用担子真菌和子囊酵母菌的细胞壁口1。
种类有香菇多糖(Lentinan)、云芝多糖(PSK,PSP)、灰树花多糖(GF)、猴头菇多糖(HE)四、裂褶菌多糖(SPG)和酵母多糖(SC)等【4]。
gus染色原理Gus染色原理及应用引言:Gus染色原理是一种常用的实验方法,主要用于检测和定位β-葡萄糖苷酶的活性。
本文将介绍Gus染色原理的基本概念、实验步骤以及其在生物学研究中的应用。
一、Gus染色原理的基本概念Gus染色原理,即β-葡萄糖苷酶染色原理,是通过Gus染色剂对β-葡萄糖苷酶进行染色,从而观察其活性和分布情况。
Gus染色剂是一种人工合成的染料,它能与β-葡萄糖苷酶发生化学反应,形成蓝色沉淀物。
这种染色剂在染色过程中是无色的,但在与酶反应后会产生明显的颜色变化。
二、Gus染色的实验步骤1. 制备Gus染色剂:将Gus染色剂溶解于适当的缓冲液中,制备成一定浓度的染色溶液。
2. 取样:选择待检测的生物组织或细胞,进行取样。
3. 固定:将取样的生物组织或细胞进行固定处理,以保持其形态结构的完整性。
4. 染色:将固定的生物组织或细胞浸泡于Gus染色溶液中,进行染色反应。
5. 观察:观察染色结果,通过显微镜对染色的生物组织或细胞进行观察和记录。
三、Gus染色在生物学研究中的应用1. 植物生物学研究:Gus染色可以用于检测植物中β-葡萄糖苷酶的活性和分布情况,帮助研究植物生长和发育过程中的基因调控机制。
2. 动物生物学研究:Gus染色可用于检测动物组织和细胞中β-葡萄糖苷酶的表达情况,有助于研究动物发育、疾病发生和治疗等方面的问题。
3. 微生物学研究:Gus染色可以用于检测细菌和真菌中β-葡萄糖苷酶的活性和分布情况,对于研究微生物代谢途径和菌种鉴定等具有重要意义。
4. 分子生物学研究:Gus染色可以与基因表达报告载体结合,用于检测基因的活性和表达水平,为分子生物学研究提供了一个简便、直观的方法。
结论:Gus染色原理是一种常用的实验方法,通过对β-葡萄糖苷酶的染色反应,可以检测和定位其活性和分布情况。
该方法在植物学、动物学、微生物学和分子生物学等领域具有广泛的应用。
通过对Gus染色原理的了解和掌握,我们可以更好地开展生物学研究,揭示生物体内重要酶的功能和调控机制,为相关领域的研究提供有力的支持。
分类号密级U D C4(专用字体)硕士学位论文(宋体2号)β-葡萄糖苷酶的制备以及对人参皂苷的酶法转化细(楷体1号)学位申请人:牛涛宋体3号)学科专业:药理学指导教师:龚大春教授二○一一年五月A Dissertation Submitted in Partial Fulfillment of the Requirements forthe Degree of Master of MedicinePreparation β-glucosidase and EnzymaticTransformation of GinsenosidesMaster Candidate:Niu TAOMajor:PharmacologySupervisor:Prof.Gong DachunChina Three Gorges UniversityYichang,443002,P.R.ChinaMay,2011三峡大学学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果,除文中已经注明引用的内容外,本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明,本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
学位论文作者签名:日期:内容摘要目的:本实验通过Aspergillus固态发酵,分离纯化制备β-葡萄糖苷酶,并利用β-葡萄糖苷酶催化人参皂苷和N-乙酰葡萄糖胺,形成新的氨基糖皂苷,从而期望获得高效低毒的新型人参皂苷,为皂苷生物转化研究提供新的方向和思路。
方法:首先,将Aspergillus发酵所得的粗酶分别经过Sephadex-G150和DEAE-Sephadex-A50分离纯化,获得较纯的β-葡萄糖苷酶。
其次,将新鲜人参切片,洗净,在50℃烘干,粉碎。
分别用70%的乙醇回流提取,乙酸乙酯和正丁醇萃取。
正丁醇萃取部分经D101大孔树脂的纯化,真空冷冻干燥后得到人参总皂苷。
β—葡萄糖苷酶及其应用
β—葡萄糖苷酶(β-glucosidase)是一种能够水解β-D-葡萄糖苷键的酶,广泛存
在于微生物、植物和动物中。
其分子量一般在40-200kDa,可分为单一子单位和多亚单位,各具特殊生化和物理特性。
β—葡萄糖苷酶与α-L-酪氨酸酶(α-L-fucosidase)、α-
L-糖苷酶(α-L-arabinofuranosidase)及α-L-汉龙链苷酶(α-L-rhamnosidase)等类酶共同构成了木多糖降解系统,被广泛应用于食品、酿造、纸浆造纸、纺织、生物质化学
等行业。
β—葡萄糖苷酶具有以下特性:
1. pH适宜范围广,多数β—葡萄糖苷酶最适pH在4.5-5.5之间;
2. 温度适宜范围广,一般在40-70℃之间最活跃,但有些β—葡萄糖苷酶在高温下
仍保持较高活性;
3. 抗离子力较强,能承受高浓度盐及葡萄糖等阻碍因素;
4. 亲水性较强,对水分子的纵向排列具有明显影响,对分子量较大的糖分子同样亲和。
除上述领域外,β—葡萄糖苷酶还在生物反应器内设备产生誊本线单酚胡萝卜苷酯(Taxifolin)的生产过程中得到广泛应用。
由于其具有水溶性、稳定性和易于分离和纯
化等优点,因此可以在大规模工业生产中被广泛应用。
总之,β—葡萄糖苷酶具有广泛的应用前景,尤其适用于利用天然木质细胞壁中的木
聚糖制备可再生燃料、化学品及其他有机化合物等领域,未来在绿色化学和能源领域的应
用前景十分广阔。
杨永恒,侯孟兰,张 婷,等.甜菊β-葡萄糖苷酶活性与甜菊糖苷含量变化的研究[J].江苏农业科学,2020,48(11):187-191.doi:10.15889/j.issn.1002-1302.2020.11.037甜菊β-葡萄糖苷酶活性与甜菊糖苷含量变化的研究杨永恒,侯孟兰,张 婷,徐晓洋,孙玉明,张永侠,原海燕,黄苏珍(江苏省中国科学院植物研究所,江苏南京210014) 摘要:为了研究甜菊β-葡萄糖苷酶在甜菊糖苷降解代谢中的作用,分别采用高效液相色谱法(highperformanceliquidchromatography,简称HPLC)和分光光度计法对甜菊糖苷含量和β-葡萄糖苷酶活性进行同步检测分析。
结果表明,不同甜菊品种中具有高甜菊苷(stevioside,简称St)含量的中山5号、大叶1号具有较高的β-葡萄糖苷酶活性;在中山5号开花期植株的不同器官中,β-葡萄糖苷酶活性与甜菊糖苷含量的变化趋势较一致,其中叶片中的β-葡萄糖苷酶活性、甜菊糖苷含量均最高,花中次之,茎中较低,根中均最低;中山5号3个主要生长时期叶片中的β-葡萄糖苷酶活性随生长发育的推进而逐渐升高,其甜菊糖苷含量则随生长发育的推进先升后降,现蕾期最高。
研究结果可为后续甜菊β-葡萄糖苷酶及其基因的研究奠定基础。
关键词:甜菊;甜菊糖苷;β-葡萄糖苷酶;分解代谢 中图分类号:S566.901;Q556+.2 文献标志码:A 文章编号:1002-1302(2020)11-0187-05收稿日期:2019-06-19基金项目:江苏省自然科学基金青年基金(编号:BK20160600)。
作者简介:杨永恒(1985—),女,陕西洋县人,博士,助理研究员,主要从事甜菊遗传育种研究。
Tel:(025)84347086;E-mail:yyh8576@126.com。
通信作者:徐晓洋,博士,助理研究员,主要从事甜菊遗传育种研究。
Tel:(025)84347086;E-mail:intergoogle@126.com。
【主题】土壤中的α-葡萄糖苷酶和β-葡萄糖苷酶一、介绍1.1 土壤中的α-葡萄糖苷酶和β-葡萄糖苷酶的作用在土壤中,α-葡萄糖苷酶和β-葡萄糖苷酶是两种重要的酶类。
它们分别负责将α-葡萄糖苷和β-葡萄糖苷水解为葡萄糖。
这一过程对土壤中有机物的降解和循环起着至关重要的作用。
二、对α-葡萄糖苷酶和β-葡萄糖苷酶的深入了解2.1 α-葡萄糖苷酶的特点α-葡萄糖苷酶是一种能够水解α-葡萄糖苷键的酶,在土壤中起着降解淀粉和其他多糖的作用。
2.2 β-葡萄糖苷酶的特点β-葡萄糖苷酶能够水解β-葡萄糖苷键,主要参与纤维素和木质素的分解过程。
三、α-葡萄糖苷酶和β-葡萄糖苷酶的生态意义3.1 对土壤有机物的分解α-葡萄糖苷酶和β-葡萄糖苷酶通过水解作用,能够将有机物分解为较小的有机分子,促进土壤有机物的循环和降解。
3.2 对植物生长的促进作用通过促进土壤中有机物的分解,α-葡萄糖苷酶和β-葡萄糖苷酶能够释放出植物所需的养分,为植物的生长提供必要的营养物质。
四、α-葡萄糖苷酶和β-葡萄糖苷酶的应用价值4.1 在农业生产中的应用利用α-葡萄糖苷酶和β-葡萄糖苷酶可以有效地分解土壤中的有机物,促进土壤肥力的提高,提高作物产量。
4.2 在环保领域中的应用这两种酶类也可以用于土壤的生物修复和有机废弃物的降解,对于环境保护具有重要意义。
五、个人观点和总结5.1 个人对α-葡萄糖苷酶和β-葡萄糖苷酶的理解在研究过程中,我深刻认识到α-葡萄糖苷酶和β-葡萄糖苷酶对土壤生态系统的重要性。
它们对土壤有机物的分解和循环具有不可替代的作用。
5.2 总结与展望通过对α-葡萄糖苷酶和β-葡萄糖苷酶的深入了解,可以为农业生产、环境保护等领域提供重要的理论和实践支持。
希望未来能够有更多的研究和应用,发挥这两种酶类在可持续发展中的重要作用。
以上便是对土壤中的α-葡萄糖苷酶和β-葡萄糖苷酶的一些深度和广度兼具的探讨,希望对您有所帮助。
土壤是人类生存和发展的重要资源,而土壤中的酶类活性对于土壤的健康和生态系统的平衡至关重要。
α葡萄糖苷酶分类α-葡萄糖苷酶是一类广泛存在于生物体中的酶,其主要功能是催化α-葡萄糖苷的水解反应。
本文将对α-葡萄糖苷酶进行分类和介绍。
一、α-葡萄糖苷酶的分类根据催化反应和底物的不同,α-葡萄糖苷酶可以分为多个亚类。
常见的亚类包括α-amylase(α-淀粉酶)、β-glucosidase(β-葡萄糖苷酶)、α-glucosidase(α-葡萄糖苷酶)等。
1. α-amylase(α-淀粉酶)α-amylase是一类能够催化淀粉水解的酶。
它主要存在于唾液和胰液中,参与食物的消化过程。
α-amylase能够将淀粉分解为糊精、麦芽糊精和麦芽糖等可溶性糖类,为后续消化提供可利用的底物。
2. β-glucosidase(β-葡萄糖苷酶)β-glucosidase是一类能够催化葡萄糖苷的水解反应的酶。
它广泛存在于植物和微生物中,参与多种生物化学反应。
β-glucosidase 能够将葡萄糖苷分解为葡萄糖和相应的配基,如苦杏仁配基和花青素等,具有重要的生物学功能。
3. α-glucosidase(α-葡萄糖苷酶)α-glucosidase是一类能够催化α-葡萄糖苷水解反应的酶。
它主要存在于肠道细胞膜上,参与碳水化合物的消化和吸收。
α-glucosidase能够将α-葡萄糖苷分解为单糖,如葡萄糖、半乳糖和甘露糖等,为人体提供能量和营养。
二、α-葡萄糖苷酶的功能和应用α-葡萄糖苷酶在生物体中具有重要的功能和应用价值。
1. 食物消化α-amylase和α-glucosidase是消化系统中的重要酶类。
它们能够帮助人体消化淀粉和糖类食物,将其分解为可被吸收利用的单糖,提供能量和营养。
2. 生物能源生产α-葡萄糖苷酶可以用于生物质能源的生产。
通过利用微生物中的α-葡萄糖苷酶,可以将植物纤维素等多糖类废弃物转化为可用于发酵生产生物燃料的单糖。
3. 医药领域α-glucosidase是糖尿病治疗中的重要靶标。
通过抑制α-glucosidase的活性,可以减缓肠道吸收葡萄糖的速度,从而控制血糖水平。
山东农业科学 2021,53(11):63~69ShandongAgriculturalSciences DOI:10.14083/j.issn.1001-4942.2021.11.010产β-葡萄糖苷酶微生物的筛选鉴定及其在人参皂苷CompoundK转化中的应用张庆锋,吕世鑫,江雨欣,王丹丹,王洪涛(烟台大学生命科学学院,山东烟台 264005) 摘要:本试验用七叶苷培养基从西洋参(Panaxquinquefolius)的根际土壤中筛选产β-葡萄糖苷酶的菌种,并通过转化试验发现一株可以高效转化人参皂苷Rb1为人参皂苷CompoundK(C-K)的菌株。
基于16SrDNA基因序列的系统进化树分析确定该菌株为耐热科恩氏菌(Cohnellathermotolerans)。
根据单因素试验结果,选取菌液浓度、反应pH值、反应时间3个因素,以C-K的含量为响应值,采用Box-Behnken中心组合试验设计3因素3水平的响应面试验,建立回归模型。
确定优化的皂苷转化条件为反应pH6.4、菌液浓度9.0×108cfu/mL、反应时间7.5d,在该条件下人参皂苷转化率为78.36%。
通过高效液相色谱分析该菌株转化人参皂苷Rb1的途径为Rb1→Rd→F2→C-K。
本研究为稀有皂苷C-K的微生物转化提供了新的菌种来源,也为C-K的工业化生产提供了理论依据。
关键词:菌株筛选;生物转化;β-葡萄糖苷酶;人参皂苷Rb1;人参皂苷CompoundK中图分类号:S567.5+3:R284.1 文献标识号:A 文章编号:1001-4942(2021)11-0063-07ScreeningandIdentificationofMicroorganismsProducingβ glucosidaseandTheirApplicationinTransformationofGinsenosideCompound KZhangQingfeng,LüShixin,JiangYuxin,WangDandan,WangHongtao(CollegeofLifeSciences,YantaiUniversity,Yantai264005,China)Abstract Inthisstudy,microorganismscapableofproducingβ glucosidasewereisolatedfromtherhizo spheresoilofPanaxquinquefolius,andonestrainwhichcouldtransformginsenosideRb1toginsenosideCom poundK(C K)wasdiscoveredwithesculinagar.ThestrainwasidentifiedasCohnellathermotoleransbasedonthephylogenetictreeconstructedfrom16SrDNAsequences.Accordingtosinglefactorexperimentresults,bacterialconcentration,reactionpHvalueandreactiontimewereselectedasmainfactors.UsingthecontentofC Kastheresponsevalue,theresponsesurfaceexperimentwith3factorsand3levelswasconductedac cordingtoBox Behnkencentralcompositedesign.Theoptimizedreactionconditionswereasfollows:bacterialconcentrationof9×108cfu/mL,pHof6.4,reactiontimeof7.5d.Undertheoptimalconditions,thetrans formationratewas78.36%.TheHPLCanalysisshowedthatthepathwayoftransformationofRb1bythestrainwasRb1→Rd→F2→C K.TheresultsprovidedanewstrainforbiotransformationofginsenosideC K,andprovidedtheoreticalbasesforindustrialproductionofC K.Keywords Strainscreening;Biotransformation;β Glucosidase;GinsenosideRb1;GinsenosideCom poundK收稿日期:2021-07-12基金项目:山东省自然科学基金面上项目(ZR2020MH367);烟台大学研究生科技创新基金项目(YDYB2034)作者简介:张庆锋(1998—),男,硕士研究生,研究方向为食品加工与安全。
一、概述土壤中的β-1,4-葡萄糖苷酶是一种重要的酶类,在土壤中具有分解植物残渣和有机碳分解的作用。
测定土壤中β-1,4-葡萄糖苷酶的活性,对于了解土壤有机碳的分解情况以及生物量的活动情况具有重要意义。
本文将对土壤β-1,4-葡萄糖苷酶的测定方法进行详细介绍。
二、土壤β-1,4-葡萄糖苷酶的作用1. 分解植物残渣β-1,4-葡萄糖苷酶能够分解土壤中的植物残渣,将其转化为有机质和营养物质,为土壤中微生物的生长提供能量和养料。
2. 有机碳分解β-1,4-葡萄糖苷酶还能够分解土壤中的有机碳物质,促进土壤中碳的循环和代谢过程,对维持土壤的健康和生态平衡具有重要作用。
三、土壤β-1,4-葡萄糖苷酶的测定方法测定土壤β-1,4-葡萄糖苷酶的活性与其在土壤中的生物地球化学循环密切相关,因此需选择合适的测定方法来准确反映其活性水平。
1. 酶活性测定利用酶活性测定可以直接测定土壤中β-1,4-葡萄糖苷酶的活性,常用的方法包括对取样土壤进行酶促反应后测定其产生的产物的浓度,或者直接测定土壤中的酶活性水平。
2. 活性指标测定β-1,4-葡萄糖苷酶的活性指标包括土壤中的酶活性水平和底物降解速率,可以通过测定土壤中的糖苷酶活性以及在一定时间内底物的降解速率来间接反映酶的活性水平。
3. 分子生物学方法利用分子生物学方法可以从土壤中提取土壤微生物的DNA,通过PCR 扩增和测序技术检测β-1,4-葡萄糖苷酶基因的存在和水平,从而推断土壤微生物对β-1,4-葡萄糖苷酶的影响。
四、测定方法的选择与应用在实际应用中,应根据研究目的和具体的土壤环境特点选择合适的测定方法。
如在研究土壤中有机碳的分解情况时,可选择酶活性测定方法,以直接测定土壤中β-1,4-葡萄糖苷酶的活性水平。
而在研究土壤微生物对酶的影响时,则可选择分子生物学方法,从而了解土壤微生物对β-1,4-葡萄糖苷酶的分解情况。
五、结论土壤中的β-1,4-葡萄糖苷酶是一种重要的土壤酶,在土壤中具有重要的生物地球化学作用。
β-葡萄糖苷酶的功能
β-葡萄糖苷酶是一种酶,它的功能是将β-葡萄糖苷键水解。
这种酶主要参与对葡萄糖结构的代谢。
β-葡萄糖苷酶可以将葡萄糖与一些小分子(如其他糖类、酸类、氨基酸等)结合的结构断裂,产生β-葡萄糖和一个与葡萄糖
结合的小分子。
这个过程被称为葡萄糖苷水解。
β-葡萄糖苷酶分布广泛,可以在动物、植物和微生物中找到。
在人类中,β-葡萄糖苷酶的主要功能是帮助消化并吸收食物中
的葡萄糖。
它在肠道中起到重要的作用,将葡萄糖苷键水解为葡萄糖分子,使其能够被细胞吸收和利用。
除了在消化系统中的作用外,β-葡萄糖苷酶还在其他生理过程
中发挥作用。
例如,它还参与糖代谢、维持血糖平衡、合成和降解激素、药物代谢等。
此外,一些β-葡萄糖苷酶也被用于
工业中的酶法合成或修饰化合物,以及一些药物的合成和处理。
β-葡萄糖苷酶生产工艺β-葡萄糖苷酶(β-glucosidase)是一种重要的酶类,它在多个领域中具有广泛的应用。
本文将介绍β-葡萄糖苷酶的生产工艺,以及其在食品、医药和能源等领域中的应用。
β-葡萄糖苷酶的生产工艺是通过微生物发酵的方式进行的。
首先,选择合适的微生物菌株,如真菌或细菌,通过培养和筛选,获得高产β-葡萄糖苷酶的菌株。
然后,在适宜的培养基中培养这些菌株,提供充足的营养物质和适宜的环境条件,如温度、pH值和氧气含量等,以促进菌株的生长和酶的产生。
接下来,经过一系列的发酵和提取步骤,从培养物中提取出β-葡萄糖苷酶。
发酵过程中,微生物菌株会分泌β-葡萄糖苷酶到培养基中,然后通过离心、滤液和浓缩等步骤,将酶提取出来并纯化。
β-葡萄糖苷酶在食品工业中有着广泛的应用。
它可以将天然产生的苦味物质葡萄糖苷水解成呈甜味的葡萄糖和其他化合物,从而改善食品的口感和风味。
此外,它还可以用于制作果汁、啤酒和葡萄酒等饮料,以降低苦味物质的含量。
在医药领域,β-葡萄糖苷酶也有着重要的应用价值。
它可以用于制备药物中间体,如抗癌药物和抗生素等。
同时,它还可以用于制备低聚糖和寡糖等生物活性物质,具有很大的开发潜力。
β-葡萄糖苷酶还被广泛应用于能源领域。
它可以将木质纤维素水解成葡萄糖,进而用于生物燃料的生产。
这种生物燃料不仅具有可再生性和环保性,还可以减少对化石能源的依赖。
总结起来,β-葡萄糖苷酶是一种重要的酶类,在食品、医药和能源等领域中具有广泛的应用。
通过优化生产工艺,提高酶的产量和纯度,可以更好地满足不同领域的需求。
希望未来能够进一步研究和开发β-葡萄糖苷酶,为人类带来更多的福祉。
13一葡萄糖苷酶的研究进展孟宪文宋小红陈历俊刘长江北京三元食品股份有限公司摘要:本文综述了B一葡萄搪苷酶的酶族分类、分布、理化性质、及其水解糖苷机制,以及国内外对B一葡萄糖苷酶分子生物学研究情况。关键词:B一葡萄糖苷酶;理化性质;功能
B.葡萄糖苷酶(13.Glucosidase,EC3.2.1.21)属于纤维素酶类.是能催化水解芳香基或烃基与糖基原子团之间的糖苷键生成葡萄糖的酶。其来源不同。底物特异性也不同。1D一葡萄糖苷酶的酶族分类根据氨基酸序列分类,人们将B.葡萄糖苷酶划分在糖苷水解酶家族l和3中。家族l中的13.葡萄糖苷酶来源于细菌、植物;家族3中的酶来自真菌、细菌和植物。家族l中的酶除有葡萄糖苷酶活性外。还有很强的半乳糖苷酶活性【l】。根据高级结构的相似性,糖苷酶家族可以被分成若干部族(Clan)。糖苷水解酶家族l属于‘clanGH.A’(superfamily4/7).其特点是催化结构域具有(B/a)桶状结构,2个羧基氨基酸参与催化反应,作为质子供体和亲核基团。分别位于第4位和第7位的13折叠上t21。Moracci等通过比较11种糖苷族l的酶氨基酸序列发现.N.E.P.和.Y.I.E.N.两个保守序列.并用定点突变的方法证明保守序列中的两个Glu分别是酸键集团和亲核集团。也有试验通过自杀底物共价修饰和定点突变试验证明这种结论【3】。2B_葡萄糖苷酶的理化性质13.葡萄糖苷酶有胞内酶和胞外酶之分.有些生物体内只含有胞内B.葡萄糖苷酶,也有只含胞外B.葡萄糖苷酶,但是有少部分微生物体内同时含有胞内和胞外B一葡萄糖苷酶。p,葡萄糖苷酶的相对分子量一般在40~250KD之间。不同来源的B.葡萄糖苷酶的相对分子量由于其结构和组成不同而差异很大。大部分p.葡萄糖苷酶的最适pH值都在酸性范围,并且变化不大,但最适pH值可以超过7.0,而且酸碱耐受性强。B.葡萄糖苷酶的最适温度在30--.110℃之间都有分布,~般来说.来自细菌的p.葡萄糖苷酶其稳定性和最适温度要高于普通微生物来源的B.葡萄糖苷酶。对于工业应用来说。酶的热稳定性越高越有利。对来自嗜热性和非嗜热性B一葡萄糖苷酶的分析认为,两者在相互演化过程中的酶修饰作用并不改变酶的活性中心,也不改变其专一性。只是将酶蛋白结构作部分调整以适应高温环境【4】。3产B一葡萄糖苷酶的分布目前已经发现的产B.葡萄糖苷酶的生物类群包括原核生物、真核生物。B.葡萄糖苷酶普遍存在于植物、微生物和哺乳动物的肠道中。植物中很多来源的p一葡萄糖苷酶被纯化和研究,这些来源有植物的种子、果实、叶苗、根和花。微生物有约氏黄杆菌(Flavobacteriumjohnsonae)、多粘性芽孢杆菌(Bacilluspolyrnyxa)、肠膜明串珠菌(Leuconostocmesenteroides)、链霉菌(Streptomyces)、镰刀菌(Fusar/umoxyspornum)、假丝酵母菌(Candidapelta-
£a)、出芽短梗霉(Aureobasidiumpullulans)、汉逊德
巴利酵母(DebaryomyceshanseniO、木霉(Trichoder-makoningii)、青霉(Penincilliumaurantiogfiseum)、
黑曲霉(Aspergillusniger)、米曲霉(Aspergillus0一
tyzae)、干酪乳杆菌(1actobacilluscasei)等。现在
对真菌中B.葡萄糖苷酶产生菌研究较多的是丝状真菌,主要为曲霉属和木霉属。而细菌中研究较多的是芽孢杆菌属。413-葡萄糖苷酶的结构与功能
通过X射线晶体衍生法分析出的B.葡萄糖苷酶三维空间结构如图1所示。糖苷水解酶家族l的典型结构具有8个(a/13)结构围成的桶状结构,也被称为4/7超家族。糖苷水解酶家族3有A区和B区两个域构成,B区包括SDW序列,内有活性位点Asp残基。在分子水平上,水解酶家族3的编码基因由5个典型懑爹目1卜自自%#《*十g目的M域构成N端【z、N端催化区I}同源区、c端未知功能KC端残摹"】.泉自水解酶家旌3的13,葡萄糖什酶亲核中心如表l所币&1#*¥*《i《3∞镕Ⅻ{##目
经研究认为13.|自}f萄糖苷酶的催化机制是保蛹型的酸催化积置换机制(doubledisplacement
…hanism)。催化反应需婴2十重要氯基醢残雎:
质子供体(Protondonor)和亲核集团(Nucleo口hile).般是带般基侧链的氨基酶位于糖苷键的氧原干的氧键距离内水解反应的基奉过程足第一酶的亲核集团在第二个梭基侧链提供醢,碱催化(提供个质子)的帮助F,击攻击底物的糖仵键氧原于"与H连接形成酶一底物的过渡态;第
一酸/馘集团催化一个术分于攻击酶一底物过渡态与之反应“切断糖苷键释放一个日一单槠产物
和酶。目前对酶催化糖苷键水解的机理r解的还小是很清楚.普遍认为酶有两个催化活性中心:一个是亲桉中心.井一个为酸般催化中心。在糖基化作用下.酶的亲桉-{t心攻击底物异史碳原于,形成Ⅱ佝像的糖基酶共价中间体,然后由水舟导酶底物中间体水解(酶的男一活性中心供持.1{,糖苷键水解)。13.错基产物形成.酶回复到其"蛤的质子状态。通过动力学标10、序列分析、对特殊的氯基瞎进行化掌修饰点突变等方法来研究酶的催化底物水解的分于机制对于酶的活性中心的砦氨基醴强基的特殊作用已取得r进展。酸性氧基醢带冉
!!些些堡兰!塑!苎苎堡!!.COOH基Ⅲ在B,葡萄糖苷酶的催化过稚巾起若非常重譬的作JH.酶的亲植催化中■和酸碱催化中心都含有酸性氨基酸Asp和Glu。家族1中的0一葡萄糖苷酶属于“7超家旗成员,在其B-折叠结构中的C端第4位和第7位都是Glu残基。在家族3的成员中,则发现“即为保守氩基酸61p一葡萄精苷酬近年来艘应用于合成生物寡特以代替化学合成法目前普遍认为存在两种反应娄刊水解压麻的逆反应和转牿廿反,t.戈十水解反应机制和转糖苷键反应机制如罔2所示,
目2¥*&&n“###*ti&nM∞5B葡萄糖苷酶的分子生物学研究O.葡萄糖甘酶蕈闪方面的研究已经有较长时间的历史到月前为止.口经有上百个微牛物的B.箭萄糖仟酶基崩得到范隆。早期的B一葡萄糖苷酶基时的兜隆足通过构建DNA空库进行恬性筛选的方式获得的。随着基州T程技术的盘雕,PCR技术的应川利HJ种属相似性扩增克隆得到许多日葡萄糖许酶。到目前为止,乳酸荫属(1扯tobacillus)就有11种之害=随着基因】程学的发展,越米越多的微乍物基罔纽全序列被测定。利用lq源序列筛查定位分析Ⅲ可能的13葡萄糖苷酶,是获得13-葡萄糖膏酶新蕈州的有效手段,近年来对0葡萄糖苷酶的高教表达普遍采川的显大肠杆菌(Escherichiacoli)和芽孢杆菌(Bacillus)丧选系统。蓖组表达的酶话量Ⅱr达野生株的几十倍乃莹上日倍…。6国内外研究现状B.葡萄槠苷酶作为纤维豢酶的个晕要组成部分在Ⅸ疗食品生物质转化中有重要的应用价值特别是随着近年束环境能源等危机的加重,木质纤维素作为自然界垃』l泛的碳源受到各国政府的高度蕺视。0葡萄糖背键的水解是纤维索彻底
守;驽蛰篡熹=嚣嚣焉黑一降解为单糖的一个瓶颈。采用基因工程与蛋白质工程手段获得优良的B.葡萄糖苷酶已经成为研究热点。国外许多研究机构正致力于B.葡萄糖苷酶的分子生物学研究。从基础领域研究酶的催化机制及表达调控机制,以期望更好改善纤维素酶的催化效率。随着表达系统的发展与完善,B.葡萄糖菅酶已经在大肠杆菌和酵母中得到高效表达。近年来在芽胞杆菌、丝状真菌以及植物中都有B.葡萄糖苷酶重组表达的报道。国内近年来研究B.葡萄糖苷酶已经成为热点,已由过去的研究B.葡萄糖苷酶的简单提取到现在的酶的培养条件优化以及粗酶液的纯化。B.葡萄糖苷酶基因的克隆表达已经得到实现,新构建的工程菌已经应用到生产实践。7B一葡萄糖苷酶的应用及前景展望B.葡萄糖苷酶除作用B.(1,4)键外,还能作用p一(1,1),B-(1,2),p一(1,3),B・(1。6)键,具有转移葡萄糖基的作用。在水果、蔬菜中除了游离的挥发性风味物质外,还有大量的以B.葡萄糖苷的形式存在的非挥发性风味前体物质,O.葡萄糖苷酶能够释放这种香气的前体物质,因此,开发了B.葡萄糖苷酶作为水果风味增香酶的应用领域。目前,国内对黑曲霉中B.葡萄糖苷酶研究较多.但由于采用黑曲霉作为产酶菌株存在食品安全卫生方面的隐患.所以在食品加工中的应用受到限制。目前有研究选用德氏乳杆菌亚种进行B.葡萄糖苷酶的分离和纯化,并应用于大豆异黄酮的水解过程中,制备大豆异黄酮苷元。通过该菌株生产的B.葡萄糖苷酶具有高安全性的特点,为B一葡萄糖苷酶的应用和开发提供更广阔的空间。参考文献[1】HenfissatB.Aclassificationofglycosyi—hydrolasesbase—
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