来源于Reinekea thalattae的褐藻胶裂解酶酶学性质研究

褐藻胶裂解酶可将褐藻胶有效降解为褐藻寡糖(alginate oligosaccharides,AOS),AOS具有良好的物理特性和生理功能,在食品、化妆品和医药等领域有着广泛应用。为高效制备AOS,筛选并鉴定了一种来自Reinekea thalattae的PL-7家族新型褐藻胶裂解酶Reth-aly,将Reth-aly的编码基因克隆并在大肠杆菌BL21中高效表达。在pH 7.5(Tris-HCl缓冲液)、35℃、600 mmol/L NaCl的条件下,Reth-aly表现出最高的催化活性。以海藻酸钠为底物,其催化活性可达765.7 U/mg,降解产物包含聚合度(degree of polymerization,DP)2~4的AOS。与其他PL-7家族褐藻胶裂解酶相比,其在35℃下的半衰期为5.4 h,具有良好的稳定性。Rethaly在高盐环境中表现出良好的催化活性,在AOS生物生产中具有良好的应用前景。

褐藻寡糖的酶法制备及其在水产养殖中的应用

褐藻寡糖(AOS)是一类由2~10个单糖分子经相同或不同糖苷键连接而成的低分子量聚合物。褐藻胶裂解酶是酶法制备AOS的重要工具,酶法制备的AOS在纯度、性能、结构方面优于其他方法制备的AOS。文章综述了褐藻胶裂解酶的来源、结构及酶学性质,总结了酶法制备的AOS在饲料添加剂、微藻培育、免疫调节、抗氧化和抗菌等水产养殖方面的应用,对褐藻胶裂解酶的研究方向以及AOS在水产养殖中的应用前景进行了展望,为褐藻胶裂解酶、AOS在水产养殖中的应用提供参考。

不同结构褐藻胶寡糖的制备与功效研究进展

褐藻胶是海洋资源中含量较为丰富的多糖类物质之一,采用化学法、物理法、生物法等手段可以将褐藻胶降解为褐藻胶寡糖(alginate oligosaccharides,AOS)。AOS是由α-L-古罗糖醛酸和β-D-甘露糖醛酸组成的直链寡糖,具有抑菌、抗炎、调节免疫力等多种生物活性,这些广泛的生物活性与其结构的多样性密切相关。通过不同降解方法制备的AOS具有不同的糖醛酸组成、聚合度和一些特殊结构,因此,探究AOS结构和功效之间的关系有助于深入挖掘AOS的活性并提高AOS的应用价值。本文综述了不同AOS制备方法的反应机理、产物结构以及AOS结构与功效之间的关系,以期为AOS的开发和应用提供重要依据。

褐藻寡糖制备工艺研究进展

褐藻寡糖是由褐藻胶降解制备获得的一种低分子聚合物,其具有抗氧化性、抑菌抗炎、降血压、抗肿瘤等多种生物学活性,因此成为海洋多糖活性功能研究的热点之一。褐藻寡糖的活性与褐藻寡糖制备方法息息相关,本文综述了化学、物理及生物三种不同褐藻寡糖制备方法的相关研究进展,并着重针对生物降解法中褐藻胶降解菌的分离及褐藻胶裂解酶产酶条件优化方面的前沿进展进行详细论述,以期为褐藻寡糖进一步的研究和生产应用提供一定的理论参考。

褐藻胶寡糖的酶法定向制备及其结构-功能关系的研究进展

褐藻胶寡糖(alginate oligosaccharides,AOS)是由褐藻胶降解得到的含有2~10个单糖的线性低分子质量聚合物,具有多种生物活性,包括抗炎、抗菌、抗氧化、抗肿瘤、免疫调节等,在医药、食品、饲料和农业等领域有广泛的应用。AOS的生物活性与其结构密切相关,包括降解方式、聚合度、甘露糖醛酸与古罗糖醛酸比值、非还原端结构、分子修饰等。酶法降解褐藻胶可定向制备具有特定单体组成和聚合度的功能性AOS,且产物分布与酶的来源、性质、反应条件等有关。本文系统综述了酶法制备AOS的方法及影响因素,并讨论了褐藻胶寡糖结构-功能的关系,以期为AOS的定向制备和应用提供理论参考。

褐藻胶的酶法降解及其产物的体外免疫活性

本研究以褐藻胶为底物,探究其在褐藻胶酶法降解过程中的分子质量变化以及酶法降解制备褐藻胶低聚糖的工艺参数,并在此基础上,评价了不同分子质量褐藻胶酶解产物的体外免疫活性。结果表明,褐藻胶经褐藻胶裂解酶降解后分子质量显著下降,通过乙醇分级分离可获得3种不同分子质量的降解产物,其重均分子质量分别为13.4、5.73kDa和3.85kDa。单因素试验优化获得酶法制备褐藻胶低聚糖的最适工艺参数为pH7.0、褐藻胶裂解酶用量15U/g(底物质量计)、酶解时间24h,此时,褐藻胶低聚糖得率为28.05%。利用小鼠巨噬细胞模型对褐藻胶及其3种分子质量降解产物的体外免疫活性进行评价,发现褐藻胶及其酶解产物均具有一定的免疫增强活性,且重均分子质量为5.73kDa的酶解组分免疫增强活性最好,优于褐藻胶低聚糖。同时,通过添加巨噬细胞受体蛋白Toll样受体4(Toll-like receptor 4,TLR4)的阻断剂(TAK-242),验证了褐藻胶酶解产物通过诱导巨噬细胞TLR4的分泌,引起级联反应,增加NO、肿瘤坏死因子-α和白细胞介素6的分泌,从而调节巨噬细胞免疫活性。研究结果可为褐藻胶高值化利用提供理论依据。

海洋细菌Pseudoalteromonas sp.01中新型褐藻胶裂解酶AlyPC1的研究

为挖掘新型褐藻胶裂解酶,使其开发成为制备褐藻寡糖的工具酶,本研究中表征了来源于海洋细菌Pseudoalteromonas sp.01的褐藻胶裂解酶AlyPC1。本文作者在生物信息学分析的基础上,对AlyPC1进行了重组表达及酶学性质的研究。序列比对结果显示,AlyPC1是PL7家族第五亚家族的一个褐藻胶裂解酶。酶学性质研究发现:AlyPC1最适反应温度为35℃,将AlyPC1置于5~30℃孵育1 h,仍保留80%以上的酶活;在Tris-HCl缓冲液中,AlyPC1最适反应pH为8.0,当pH在7.5~9.0之间时,酶活保留了90%以上,证明AlyPC1具有良好的温度稳定性以及宽泛的pH耐受性;反应体系中NaCl的含量为200 mmol/L时,AlyPC1的酶活最高;乙二胺四乙酸(EDTA)以及一些金属离子如Mn^(2+)、Zn^(2+)和Ni^(2+)等能够明显抑制AlyPC1的活性。AlyPC1能够降解褐藻胶、polyG以及polyM三种底物,因而说明AlyPC1是一种双功能褐藻胶裂解酶。同时,AlyPC1以内切的形式降解褐藻胶,产生二糖、三糖以及四糖。

饲料中添加褐藻寡糖对脊尾白虾免疫能力的影响

为了探究饲料中添加褐藻寡糖(AOS)对脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)免疫和抵抗二尖梅奇酵母(Metschnikowia bicuspidate)能力的影响,试验设置4个不同褐藻寡糖添加量处理,分别为0 mg/kg(CK)、500 mg/kg(T1)、1000 mg/kg(T2)和2000 mg/kg(T3),在相同条件下饲养60 d。结果表明:T2处理脊尾白虾的终末质量、总质量增长率和特定生长率极显著高于CK(P<0.01);T3处理脊尾白虾存活率极显著高于CK(P<0.01)。相较于CK,T2处理脊尾白虾肝胰腺中SOD活性、肝胰腺和肌肉中ACP活性、肝胰腺和肌肉中AKP活性、肝胰腺中PO活性均极显著提高(P<0.01)。T1处理LGBP基因在脊尾白虾肝胰腺中相对表达量极显著高于CK(P<0.01),T2处理SOD、LGBP基因在脊尾白虾肝胰腺中相对表达量均极显著高于CK(P<0.01),各处理LZM、SR和CTSB基因在脊尾白虾肝胰腺中相对表达量与CK均无显著差异(P>0.05)。表明饲料中添加1000 mg/kg褐藻寡糖可以有效提高脊尾白虾体内部分抗氧化和免疫相关基因的表达量,提高脊尾白虾的抗氧化水平和免疫能力。基因相对表达量检测结果与酶活性检测结果一致。攻毒试验中,T1、T2和T3处理脊尾白虾存活率在第3~5 d均极显著高于CK(P<0.01),但各处理脊尾白虾最终存活率和CK相同,表明褐藻寡糖对二尖梅奇酵母MQ2101具有一定的防控作用,但并不能提高感染后的最终存活率。

弧菌DS32褐藻胶裂解酶基因vralg1的异源表达和酶学性质研究

对从福建省东山湾沉积物样品中筛选到的菌株Vibrio sp. DS32的褐藻胶裂解酶基因vralg1进行克隆和异源表达,并对其酶学性质进行评估。以DS32基因组为模板,克隆褐藻胶裂解酶基因vralg1,构建了pET-vralg1重组表达载体,并在大肠杆菌中实现了异源表达,对重组酶VRALG1的酶学性质、底物特异性和完全降解产物等进行了测定。结果表明:重组酶VRALG1最适温度为35℃,在5~50℃范围内相对酶活力达到80%以上,最适pH为6.5~7.5,在pH为6.0~9.0范围内保温1 h后相对酶活力在90%以上;重组酶VRALG1最大反应速率为5.919 mmol/(L·min),米氏常数为3.712 mmol/L,最适条件下比活力为5.874 U/mg;K^(+)、Cs^(+)、Na^(+)、咪唑和乙醇对酶活性影响较小,5 mmol/L或50 mg/mL浓度下相对酶活力保持90%以上,EDTA对酶的抑制作用明显,1 mmol/L浓度下可使酶完全失活;重组酶VRALG1对海藻酸钠和聚古罗糖醛酸具有较高的降解活性,TLC分析显示产物主要为单糖、二糖和三糖混合物,结合底物特异性分析,推测重组酶VRALG1是具有明显聚古罗糖醛酸偏好性的内切型双功能褐藻胶裂解酶。本研究成功克隆了弧菌DS32中褐藻胶裂解酶基因并实现了其在大肠杆菌中的异源表达,所得重组酶VRALG1具有优良的海藻酸钠降解活性和明显的聚古罗糖醛酸偏好性,可以用于制备低聚合度的褐藻寡糖。

响应面法优化褐藻胶降解菌Cobetia sp.20发酵培养基

为了提高褐藻胶降解菌株Cobetia sp.20产褐藻胶裂解酶的能力,利用响应面法优化其发酵产褐藻胶裂解酶的培养基。首先利用单因素法分别对发酵培养基中的不同碳源、碳源添加量、不同氮源、氮源添加量以及氯化钠添加量、磷酸二氢钾添加量、硫酸镁添加量和pH进行探究,研究各因素对产酶的影响。在单因素实验的基础上,通过Plackett-Burman试验确定Cobetia sp.20发酵培养基中影响产酶的主要因素。通过响应面试验建立回归方程。研究结果表明,Cobetia sp.20最优发酵培养基配方为褐藻胶15.00 g/L、硫酸铵7.50 g/L、氯化钠15.00 g/L、硫酸镁0.50 g/L、磷酸二氢钾5.30 g/L、硫酸亚铁0.01 g/L、pH值7.58。优化后酶活为142.79 U/mL,比优化前提高了26.36%。褐藻胶裂解酶活的提高,为褐藻胶裂解酶的工业化生产提供了参考。

褐藻聚合酚下调TGF-β_(1)/Smads信号通路抑制大肠癌细胞增殖与侵袭

目的探讨褐藻聚合酚(PFFE-A)对大肠癌细胞增殖与侵袭的影响,以及其对转化生长因子β_(1)(TGF-β_(1))及母体抗生物皮肤生长因子同源物2/3(Smad2/3)通路的调控作用。方法细胞分组:依次以50、100、150μmol·L-1的小、中、大剂量的PFFE-A干预细胞,另设立正常对照组细胞。5-乙炔基-2'脱氧尿苷(EdU)染色检测细胞的增殖;Transwell小室检测细胞的侵袭能力;异种种植结肠癌裸鼠模型检测细胞的体内生长与转移能力;实时荧光定量聚合酶链反应(RT-qPCR)检测细胞中上皮间质转化(EMT)相关基因的表达;Western blotting检测细胞中TGF-β_(1)、p-Smad2/3的表达水平。结果与正常对照组比较,PFFE-A小、中、大剂量组细胞的增殖率、侵袭细胞数、肿瘤瘤体质量、病灶转移比例、神经型钙黏附蛋白(N-cadherin)的mRNA的表达、TGF-β_(1)和p-Smad2/3的表达明显下降(P<0.05),E-钙黏蛋白(E-cadherin)的mRNA的表达明显升高(P<0.05),具有明显的剂量依赖性(P<0.05)。结论PFFE-A能抑制肿瘤细胞的EMT过程,抑制大肠癌细胞HT29的体外增殖与侵袭能力,下调其体内生长与转移的能力,这可能是通过下调TGF-β_(1)/Smads信号实现的。

海带褐藻胶食用颗粒制备工艺及其品质特性研究

为拓展海带精深加工新产品,提升海带产品附加值,该文开发出新型的海带褐藻胶食用颗粒,研究了碳酸氢钠添加量、加热温度、加热时间、液料比、研磨时间等因素对其感官品质和质构特性的影响;并以硬度和感官评分为指标,运用响应面法优化海带褐藻胶食用颗粒的制备工艺,明确其最佳工艺参数为:碳酸氢钠添加量3%、加热温度100℃、加热时间11 min、液料比1.1∶1(mL∶g)、研磨时间5 min。在该工艺参数下制备的海带褐藻胶食用颗粒综合品质较高,口感富有弹性、适口性好,具有海带特有风味,未来可进一步加工成即食产品或加入到饮料中用作饮品辅料,具有广阔的应用前景。

褐藻酸降解菌的发酵培养及褐藻酸酶对褐藻细胞的解离作用

褐藻酸降解菌埃氏交替单胞菌 (Alteromonas espejiana)菌株 Al0 2发酵培养时褐藻酸酶形成条件研究表明 ,其产酶的培养基最适褐藻酸钠含量为0 .3～ 0 .6 % ,氮源为 0 .5 %的蛋白胨 ,p H7.5 ,装量是在 5 0 0 ml三角瓶中装培养基2 0 0 ml。培养温度为 2 5℃ ,培养时间为 1 44 h。利用该菌株进行发酵培养 ,制备褐藻酸酶。制备出的褐藻酸酶作用于海带和裙带菜 ,可使海带和裙带菜细胞游离产生大量的单细胞和原生质体。

铜藻的褐藻糖胶、褐藻淀粉和褐藻胶的分离及提纯

本文研究了从铜藻中分离提取褐藻糖胶、褐藻淀粉和褐藻胶的方法。用稀盐酸溶液加温搅拌提取藻粉后,在提取液中含有褐藻糖胶和褐藻淀粉,可加乙醇至50％和80％分别将其沉淀出来。藻渣含有褐藻酸钠,可加温加碱而制备出。并用正交实验设计求出提取条件中的温度、pH 和时间的最适配比。对于褐藻糖胶的提取,以温度70℃、时间2小时和提取液pH为4 时最适。对于褐藻淀粉的提取,以温度 70℃、时间 1小时和提取液的 pH为 2时较优。 本文还对粗褐藻糖胶和褐藻淀粉的提纯进行了研究,证明二者均可用酒精分级沉淀法处理而得到纯品,不需要采用较复杂的季胺盐法和离子交换树脂法。 本工作证实铜藻是我国褐藻中含有三种多糖的较好藻种,从中可提褐藻糖胶 3.5％,褐藻淀粉 3.1％和褐藻酸钠 17.8％。

褐藻胶裂解酶的研究进展

褐藻胶是一种由L-古罗糖醛酸和其C5差向异构体D-甘露糖醛酸结合而成的线性高分子多糖。褐藻胶裂解酶能够通过β消去机制催化褐藻胶降解产生具有多种生物活性的褐藻胶寡糖。对于酶的鉴定分析将会拓展酶和寡糖在食品、农业等领域的应用范围。因此本文简要阐述了酶的分类、测定方法、构效关系以及生物学功能,并就其应用的最新进展进行了展望。

褐藻胶裂解酶的研究进展

褐藻胶是由β-D-甘露糖醛酸及其C5差向异构体α-L-古洛糖醛酸结合而成的线性高分子多糖。褐藻胶裂解酶通过β消去机制能将褐藻胶降解成具有生物活性的褐藻寡糖。褐藻寡糖因具有独特的促进生长、增强植物抗性、抑菌等生理活性而日益受到人们的关注。简要概述了褐藻胶裂解酶的来源分类、结构功能、酶学性质、褐藻寡糖的应用等方面的研究进展,为褐藻胶裂解酶在工业生产的应用提供理论依据。

褐藻胶裂解酶及其裂解产物的研究进展

从海洋生物中筛选提取有应用价值的酶类,已成为海洋生物资源开发的一个重要方面。近年来,对褐藻胶裂解酶及其降解产物——褐藻寡糖的研究受到人们的普遍关注。就这两方面作一较为详细的总结与阐述。

褐藻多糖改善肥胖及其并发症的研究进展

肥胖问题日益严重,伴随而来的肥胖并发症如血脂异常、非酒精性脂肪肝、氧化损伤、全身性炎症严重威胁着人类健康。褐藻多糖是从棕色海藻以及部分海洋无脊椎动物中提取的生物活性多糖,具有改善肥胖及其并发症等疾病的功效,逐渐成为当前的研究热点。本文举例介绍了当前国内外褐藻多糖在食品、药品和医学方面的部分应用,并讨论了当前的不足,为进一步研究褐藻多糖功效和开发新产品提供参考。

假单胞菌与褐藻寡糖协同提高梨果实产量及品质

【目的】筛选梨树根际促生菌及与之具有协同增效作用的生物刺激素,探究其复配对梨果实产量和品质的影响,为开发复合型生物刺激素提供理论依据。【方法】根据菌株溶磷、解钾、固氮等特性,从128株供试梨树根际细菌中筛选对梨苗具有较强促生作用的菌株,同时从褐藻寡糖(AOS)、5-氨基乙酰丙酸(5-ALA)、γ-氨基丁酸(GABA)中筛选显著促进梨苗生长的生物刺激素,研究其与根际促生菌单用或复配对梨苗生长及梨果产量和品质的影响。【结果】筛选到具有显著促进梨苗生长的假单胞菌属菌株CD1和生物刺激素AOS。与清水对照(CK)、单接CD1和单施AOS相比,CD1与AOS复配可显著促进梨苗生长和侧根发生,梨苗生物量分别提高158.8%、59.0%和46.7%,根系长度分别增加33.7%、23.2%和26.3%。该复配液可显著促进梨果生长和提高产量,其中果实产量分别比CK、CD1和AOS处理提高73.7%、10.0%和14.8%,果实可溶性糖含量分别提高64.2%、29.0%和61.8%,石细胞含量分别比CK和AOS降低63.6%和43.1%,综合品质得到明显改善。与单施相比,复配处理使果实干重提高52.8%,果实氮、磷、钾、钙、镁、铜、锌和硼元素含量均不同程度增加,积累量显著提高。【结论】褐藻寡糖与假单胞菌CD1之间存在协同增效作用,其复配组合可实现梨果产量和品质同步提升。

褐藻寡糖对N^(G)-硝基-L-精氨酸甲酯诱导小鼠高血压的改善作用

目的:研究褐藻寡糖(alginate oligosaccharide,AOS)对N^(G)-硝基-L-精氨酸甲酯(N^(G)-nitro-L-arginine methyl ester,L-NAME)诱导小鼠高血压的改善作用及其机制。方法:采用AOS预防性干预高血压小鼠6周,监测小鼠血压,观察小鼠肾脏、心脏和主动脉组织病理形态学变化并测定其氧化应激水平及血清中总抗氧化能力、一氧化氮、血管紧张素II和内皮素-1等水平,同时检测主动脉中内皮型一氧化氮合成酶(endothelial nitric oxide synthase,eNOS)蛋白表达情况。结果:给药1.5 g/kg AOS能够有效降低L-NAME诱导高血压小鼠的收缩压(22.4 mmHg),明显改善肾脏、心脏和主动脉的组织形态,减轻氧化应激损伤;血清中尿素氮、肌酐、尿酸、乳酸脱氢酶、肌酸激酶、血管紧张素II和内皮素-1水平比模型组小鼠分别降低38.0%、46.5%、45.2%、15.9%、46.4%、29.5%和26.2%,而总抗氧化能力和一氧化氮浓度分别提高24.1%和246.5%;主动脉中eNOS蛋白表达显著增加152.9%。结论:AOS对小鼠具有降血压作用,能够抑制高血压诱发的氧化应激和改善血管内皮功能障碍,本研究可为将AOS作为抗高血压功能食品配料提供科学依据。