吡咯喹啉醌的生物学功能及在动物繁殖上的应用

吡咯喹啉醌作为一种新型的氧化还原辅酶,广泛存在于微生物、动植物和人体内,因其促生长繁殖、抗氧化、抑制细胞凋亡等生物学功能受到广泛关注。该文综述了吡咯喹啉醌对动物抗氧化能力的影响作用及相关生物学特性的研究进展,以期为其在动物繁殖中的高效利用提供理论参考。

吡咯喹啉醌连续发酵工艺初探

吡咯喹啉醌(pyrroloquinoline quinine, PQQ)的微生物发酵生产中,常用补料分批发酵法,但是其发酵前期菌体生长较慢,发酵后期产量下降较快,整个发酵周期的生产效率较低。为了提高PQQ的发酵生产效率,初步研究了使用生丝微菌(Hyphomicrobium sp.)进行单级连续发酵生产PQQ的工艺。以PQQ补料分批发酵时产率最高的时刻作为连续发酵的起点,分别进行了PQQ的恒浊法连续发酵和恒化法连续发酵的研究。实验结果表明,以0.008 7 h-1的稀释率进行PQQ恒浊法连续发酵更好,发酵液中的菌体浓度能够保持稳定且发酵产量较高。与补料分批发酵相比,恒浊法连续发酵可以提高PQQ的生产效率(80.7%),同时还提高了底物甲醇的转化率(36.5%),具有良好的工业应用前景。

吡咯喹啉醌二钠对种公鸡抗氧化能力及睾丸组织形态的影响

本试验旨在研究饲粮添加不同水平的吡咯喹啉醌二钠(PQQ·Na2)对种公鸡抗氧化能力及睾丸组织形态的影响。试验选用96只健康的440日龄京红1号种公鸡,随机分为4组,每组6个重复,每个重复4只鸡,分别在基础饲粮中添加不同水平(0、0.5、1.0、2.0 mg/kg)的PQQ·Na2。试验期6周。结果显示:饲粮添加1.0和2.0 mg/kg PQQ·Na2可显著提高血清、肝脏、肾脏和睾丸中总超氧化物歧化酶(T-SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)的活性(P<0.05),显著提高血清、肝脏、肾脏和睾丸清除羟自由基能力(P<0.05),显著提高血清、肝脏和睾丸清除超氧阴离子能力(P<0.05);显著降低血清、肝脏、肾脏和睾丸中丙二醛(MDA)含量(P<0.05);显著提高睾丸生精小管直径和生精上皮厚度(P<0.05)。由此可见,饲粮添加PQQ·Na2可改善种公鸡的抗氧化能力,提高种公鸡睾丸生精小管直径和生精上皮厚度,适宜添加水平为1.0 mg/kg。

HPLC法测定吡咯喹啉醌(PQQ)中咪唑并吡咯喹啉(IPQ)的含量

目的:建立吡咯喹啉醌(PQQ)中IPQ的含量测定方法。方法:采用TCI Kaseisorb LC ODS 2000色谱柱(4.6mm×150mm,5μm);流动相为乙腈-缓冲溶液(配制10mmol的磷酸氢二钾和15mmol的四丁基溴化铵水溶液,用磷酸调节pH至7.4)[28∶72];紫外检测器,检测波长为259nm;流速为1.0mL/min;进样量为20μL。结果:IPQ在0.05μg/mL^0.2μg/mL范围内线性关系良好,相关系数大于0.999。IPQ的回收率在104%~113%之间,RSD最大为3%。结论:该方法具有良好的专属性、检测灵敏度、精密度、线性和准确度,适用于PQQ中IPQ的质量控制。

新型膳食补充剂吡咯喹啉醌生物合成及菌株选育研究进展

吡咯喹啉醌(Pyrroloquinoline Quinone,PQQ)是继烟酰胺核苷酸(NAD、NADP)和核黄素核苷酸(FMN、FAD)后新发现的一种具有高度水溶性和稳定性的芳香族三环邻醌化合物,它广泛存在于微生物、植物、动物和人体中。作为一种类维生素辅酶,吡咯喹啉醌具有多种生理功能,在促进机体生长、防护肝损伤、促进神经生长因子合成、调节机体自由基水平等方面发挥巨大作用。由于PQQ在营养健康方面的积极效果,吡咯喹啉醌二钠盐已被美国和欧盟作为新型的膳食补充剂广泛推广,其在医药、食品、农业等方面具有广阔的应用前景,因此未来应深入研究如何提高吡咯喹啉醌高产菌株产量。本文对国内外PQQ高产菌株的选育及生物合成代谢途径的研究进行了总结,对PQQ生物合成的基因表达及菌株改造进行了展望。

吡咯喹啉醌对UVB诱导的人皮肤成纤维细胞早衰的抑制作用

目的:探究吡咯喹啉醌(pyrroloquinoline quinine,PQQ)对中波紫外线(ultraviolet B,UVB)诱导的人皮肤成纤维细胞早衰的影响。方法:采用不同浓度(10、30、50、60、100μmol/L)PQQ处理成纤维细胞24 h,使用CCK-8法检测细胞活力,筛选最适PQQ浓度。将成纤维细胞分为对照组、PQQ组、光老化+PQQ组和光老化组。用UVB照射诱导人成纤维细胞提前衰老模型,后予50μmol/L PQQ处理24 h。采用流式细胞仪检测细胞周期;β-半乳糖苷酶(β-galacsidase,SA-β-Gal)染色观察细胞衰老;Western Blot法检测p16、p21、p53蛋白质在细胞内的表达情况;实时定量PCR(quantitative real-time PCR,qRT-PCR)法检测Ⅰ型胶原(typeⅠcollagen,COL-Ⅰ)、Ⅲ型胶原(typeⅢcollagen,COL-Ⅲ)、基质金属蛋白酶-1(matrix metalloproteinases-1,MMP-1)和基质金属蛋白酶-3(matrix metalloproteinases-3,MMP-3)mRNA表达水平。结果:与光老化组比较,光老化+PQQ组细胞形态改善,细胞间隙减小,SA-β-Gal阳性表达细胞减少,细胞增殖活性提高,细胞周期阻滞改善,p16、p21和p53蛋白表达减少,COL-Ⅰ、COL-ⅢmRNA表达量增加,MMP-1和MMP-3 mRNA表达降低。结论:PQQ对UVB诱导的人成纤维细胞提前衰老有抑制作用,其可能通过下调衰老相关蛋白p16、p21、p53的水平,调控MMP-1、MMP-3、COL-Ⅰ和COL-Ⅲ的基因表达而发挥光保护作用。

α-月桂酸单甘油酯和吡咯喹啉醌二钠对蛋鸡肝脏脂质代谢的影响

试验旨在探索α-月桂酸单甘油酯(α-GML)和吡咯喹啉醌二钠(PQQ·Na_(2))以及两者复配对产蛋后期海兰褐蛋鸡肝脏脂质代谢的影响。选取384只体重相近健康的52周龄海兰褐蛋鸡,随机分为4组,每组4个重复,每个重复24只鸡。Con组蛋鸡喂基础饲粮;GML组、PQQ组、GML+PQQ组分别基础饲粮中添加800 mg/kg的α-GML、0.16 mg/kg的PQQ·Na_(2)以及800 mg/kg的α-GML+0.16 mg/kg的PQQ·Na_(2)。预试期2 w,正式试验期8 w。结果显示:与Con组相比,各试验组蛋鸡血清谷草转氨酶(AST)、谷丙转氨酶(ALT)活性、总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)含量,肝脏TC、TG含量以及肝脂率、腹脂率显著或极显著降低(P<0.05或P<0.01);GML组蛋鸡肝脏中脂肪甘油三酯脂肪酶(ATGL)、腺苷酸活化蛋白激酶α1(AMPKα1)的mRNA表达量显著上升(P<0.05),乙酰辅酶A羧化酶(ACC)、脂肪酸合酶(FASN)、硬脂酰辅酶A去饱和酶-1(SCD-1)和固醇调节元件结合蛋白-1c(SREBP-1c)的表达量极显著或显著下降(P<0.01或P<0.05);PQQ组蛋鸡肝脏中FASN、SCD-1、肉毒碱棕榈酰转移酶-1(CPT-1)的表达量极显著或显著下降(P<0.01或P<0.05);GML+PQQ组蛋鸡肝脏中ATGL的表达量显著上升(P<0.05),ACC、FASN、SCD-1、SREBP-1c和PPARγ的表达水平显著或极显著下降(P<0.05或P<0.01)。研究表明,饲粮中添加α-GML和PQQ·Na_(2)以及两者复配均能够调节蛋鸡肝脏脂质代谢,减少肝脏脂质沉积,且两种添加剂复配使用在降低蛋鸡肝脏脂质沉积方面的效果更显著。

吡咯喹啉醌（PQQ）的研究进展

吡咯喹啉醌是一种与烟酰胺核苷酸、黄素核苷酸不同的新型辅基。近年来，荷兰、日本等学者对它进行了初步研究，而国内研究起步较晚，文章综述了吡咯喹啉醌的发现、分离纯化、鉴定、理化性质以及生理功能，这有利于进一步研究吡咯喹啉醌的分布、产生机理、生物学性质、生理功能及其应用。这将对促进酶学学科的发展具有重要的理论和实践意义。

吡咯喹啉醌功能特性及其产品研究进展

吡咯喹啉醌作为一种氧化还原酶的辅酶,广泛存在于各种生物体组织中,其具有独特的理化性质,在各类生命体生理功能方面发挥着重要作用。目前吡咯喹啉醌的安全性已经得到了大量证据支持,所以多个国家已经将其批准应用于食品饮料中。大量的动物实验和临床研究表明,吡咯喹啉醌具有改善大脑认知功能、提升运动恢复能力、修复肝损伤、改善骨质疏松症以及其他功能。本文对吡咯喹啉醌安全性和法规现状、生物学功能以及在食品中应用情况等方面进行详细阐述,以期为吡咯喹啉醌产品的功能研究及开发应用提供参考。

吡咯喹啉醌(PQQ)合成基因对PQQ产量的影响

将携带新辅基吡咯喹啉醌合成基因的克隆载体pRK310 经三亲本杂交,分别导入M.extorquens.AM1 及其突变体3b 和D2 中,可不同程度增加pqq 基因的拷贝数. 在基因复制水平构建了8 个工程菌,使PQQ产量提高了0.84～5.6 倍. 结果表明,结构上成簇的pqq 基因在功能上是密切相关、协调作用的,单个或部分pqq基因对PQQ合成的贡献是有限的,pqq 基因之间的比例和相互作用对PQQ 的合成量是有重要意义的.pqq 基因簇中起转录衰减作用的反向重复序列可能是pqq 基因正常转录所必需的.

表面改性磁性纳米材料对吡咯喹啉醌的萃取性能研究

本文制备了3种通过硅烷化或离子对硅烷化表面改性的磁性纳米材料,并通过高效液相色谱法研究了这3种材料对吡咯喹啉醌的萃取吸附性能。结果表明,离子对硅烷化四氧化三铁纳米材料的表面活性基团对吸附目标物的分子间相互作用力最强,其对吡咯喹啉醌吸附能力最强,最大吸附量可达160.81 mg·g^(-1)。对该纳米材料的吸附动力学研究表明其对吡咯喹啉醌的吸附分2个阶段,第1阶段发生在0~30 min,属于快速吸附过程,随着吸附位点的减少吸附进入第2个阶段,吡咯喹啉醌分子在纳米材料表面层内部扩散。磁性纳米材料对吡咯喹啉醌的吸附更适合于Lgangmuir模型,表明吡咯喹啉醌在磁性纳米材料上的吸附适用于单层吸附,在吸附剂表面的吸附结合位点是均一的。解吸附剂为0.05%氢氧化钠,解吸附3 h,解析率达87.00%。材料重复使用性较好,连续使用5次以上,吸附量仅下降9.23%。以上研究结果表明,离子对硅烷化四氧化三铁纳米材料对吡咯喹啉醌具有良好的吸附及释放性能,可以作为候选的磁性固相萃取材料。

新辅基吡咯喹啉醌(PQQ)生物合成基因研究进展

吡咯喹啉醌（Ｐｙｒｏｌｏｑｕｉｎｏｌｉｎｅ－Ｑｕｉｎｏｎｅ，ＰＱＱ）是氧化还原酶的新辅基。它在细菌体内是由一组排列成簇的相关基因即ｐｑｑ基因控制合成的。根据不同细菌来源ｐｑｑ基因的同源性和对应关系，可将ｐｑｑ基因归为７类：簇基因１～７。在Ａｃｉｎｅｔｏｂａｃｔｅｒｃａｌｃｏａｃｅｔｉｃｕｓ中存在其中四个，ＫｌｅｂｓｉｅｌａＰｎｅｕｍｏｎｉａｅ和ＭｅｔｈｙｌｏｂａｃｔｅｒｉｕｍＯｒｇａｎｏｐｈｉｌｕｍＤＳＭ７６０中６个，而Ｍｅｔｈｙｌｏｂａｃｔｅｒｉｕｍｅｘ－ｔｏｒｑｕｅｎｓＡＭ１中存在全部７个簇基因。簇基因１编码一个由２２～２９年氨基酸组成的小肽，此小肽可能是ＰＱＱ的前体，簇基因２可能涉及ＰＱＱ跨膜转运，簇基因３可能负责ＰＱＱ合成的最后一步酶催化，簇基因５可能涉及ＰＱＱ合成中某种酶的辅因子合成，簇基因６和７可能负责小肽的加工。簇基因４功能还不清楚，但在Ｍ．ｅｘｔｏｒｑｕｅｎｓＡＭ１中簇基因３和４是以融合基因存在的。

吡咯喹啉醌产生菌筛选方法建立及菌种筛选

吡咯喹啉醌(PQQ)是一种氧化还原酶的辅酶,具有多种生理功能。扩增得到大肠杆菌葡萄糖脱氢酶(GDH)基因,并利用表达载体pET28a在E.coli BL21(DE3)中进行了表达。纯化了可溶性表达产物,并建立了基于GDH的重组酶法分析PQQ的方法。确定了甲基营养菌筛选模型,从2000余份土样中分离得到一株PQQ高产生菌MP606,在未经培养条件优化及诱变选育的条件下PQQ产量达113mg/L。从该菌培养液中制备得到了产物的结晶,HPLC分析、特征光谱分析以及酶法分析均证实该产物为PQQ。扩增并分析了MP606的16S rDNA序列,结果显示该菌16S rDNA序列与12种甲基营养菌都具有95%以上同源性,其中与食甲基菌属两菌株的16S rDNA序列同源性达99%。

吡咯喹啉醌对NMDA诱发大鼠海马神经元损伤的影响

目的探讨吡咯喹啉醌(PQQ)对N甲基D天冬氨酸(NMDA)诱发海马神经元损伤的影响。方法体外原代培养新生大鼠海马神经元,毒性剂量的NMDA诱致海马神经元损伤,预加PQQ,镜下观察神经元的形态变化,琼脂糖凝胶电泳观察细胞的死亡情况,激光共聚焦显微镜观察细胞内Ca2+浓度的变化。结果体外培养8d的海马神经用0.1mmol/LNMDA处理后,细胞内Ca2+快速增加,细胞以坏死和凋亡两种形式死亡,细胞的存活率降低;预先给予PQQ可明显减少细胞内Ca2+的增加,减少细胞死亡。结论PQQ对NMDA诱发的海马神经元损伤具有保护作用。

吡咯喹啉醌对脂肪肝蛋鸡肝损伤的保护作用机制

本试验旨在研究吡咯喹啉醌(PQQ)防治蛋鸡脂肪肝综合征的作用机制。选用29周龄海兰褐蛋鸡288只,随机分为4组,每组6个重复,每个重复12只鸡。Ⅰ组为对照组,饲喂基础饲粮(代谢能11.03 MJ/kg,粗蛋白质16.2%);Ⅱ组为病理模型组,饲喂高能低蛋白质饲粮(代谢能12.75 MJ/kg,粗蛋白质13.0%);Ⅲ和Ⅳ组分别在Ⅱ组的高能低蛋白质饲粮基础上添加0.08和0.16 mg/kg的PQQ。试验期4周。结果表明:1)与Ⅰ组相比,Ⅱ组高能低蛋白质饲粮成功诱导了蛋鸡脂肪肝试验模型,表现为肝细胞弥散性脂肪变性,肝脏中甘油三酯、总胆固醇含量显著升高(P<0.05),血浆谷丙转氨酶活性显著升高(P<0.05);2)饲粮PQQ可显著抑制高能低蛋白质饲粮引起的肝脏中甘油三酯和总胆固醇含量及血浆中谷丙转氨酶活性的升高(P<0.05),达到与对照组相当的水平;3)饲粮PQQ可显著抑制高能低蛋白质饲粮引起的肝脏中超氧化物歧化酶活性降低和丙二醛含量升高(P<0.05);4)饲粮PQQ可显著抑制高能低蛋白质饲粮引起的蛋鸡肝脏线粒体相对含量减少(P<0.05),抑制柠檬酸脱氢酶和细胞色素C氧化酶活性降低(P<0.05);5)饲粮PQQ可阻止采食高能低蛋白质饲粮的蛋鸡发生脂肪肝,维持与正常对照组相当的水平,不同剂量PQQ之间未见显著差异(P>0.05)。由此可见,饲粮PQQ可通过改善蛋鸡肝脏线粒体功能、调节脂质代谢和抗氧化功能预防蛋鸡脂肪肝综合征。

吡咯喹啉醌对烟草种子萌发的生理效应

研究了吡咯喹啉醌(Pyrrologuinoline Quinone,PQQ)对烟草种子葫发的生理效应。结果表明,PQQ能提高种子中脂肪酶活性,促进呼吸速率,加快种子萌发过程。PQQ的最佳浓度为0.5A,其萌发高峰比对照提前10h。

甲醇利用型细菌发酵生产吡咯喹啉醌的培养条件

以甲醇为唯一碳源,对生丝微菌TH205进行培养,研究了甲醇流加速度、Fe2+浓度对细胞生长及吡咯喹啉醌(PQQ)表达量的影响。结果表明:培养基中添加浓度为7μg/mL的Fe2+,并控制甲醇的流加速度使培养基中甲醇浓度为1mL/L时,细胞的生长情况较好,且此时PQQ的发酵产量为26.6μg/mL。

吡咯喹啉醌二钠对产蛋鸡生产性能、抗氧化状态和血浆生化指标的影响

本试验通过研究不同添加量的吡咯喹啉醌二钠(PQQ·Na_2)对产蛋鸡生产性能、抗氧化状态和血浆生化指标的影响,旨在评价PQQ·Na_2在产蛋鸡上的生物学安全性。试验选用540只25周龄的健康海兰灰蛋鸡,随机分为5组,每组设6个重复,每个重复18只。5组产蛋鸡分别饲喂添加0(对照)、0.04、0.08、0.12 mg/kg PQQ·Na_2及200 mg/kg维生素E的5种试验饲粮。预试期1周,正试期24周。结果表明:1)与对照组相比,饲粮添加0.04~0.12 mg/kg PQQ·Na_2对产蛋鸡的生产性能未产生显著影响(P>0.05);2)试验第24周,与对照组相比,饲粮添加0.04~0.12 mg/kg PQQ·Na_2显著提高了鸡蛋的哈氏单位(P<0.05),且添加0.08 mg/kg PQQ·Na_2还显著提高了蛋壳厚度(P<0.05);3)与对照组相比,饲粮添加0.08和0.12 mg/kg PQQ·Na_2显著提高了血浆谷胱甘肽过氧化物酶(第12周)和总超氧化物歧化酶活性(第2周、第24周)(P<0.05);4)与对照组相比,饲粮添加0.08 mg/kg PQQ·Na_2显著降低了心脏羰基含量(P<0.05),显著提高了肝脏总抗氧化能力(P<0.05),且添加0.12 mg/kg PQQ·Na_2还显著降低了肝脏丙二醛含量(P<0.05)。上述试验结果提示,饲粮添加0.08~0.12 mg/kg PQQ·Na_2对产蛋鸡的生产性能无不良影响,且可改善机体抗氧化功能,综合考虑得出产蛋鸡饲粮中PQQ·Na_2的适宜添加量为0.08 mg/kg。

茶多酚、维生素E和吡咯喹啉醌二钠对产蛋后期蛋鸡生产性能和抗氧化能力的影响

本试验旨在研究茶多酚(TP)、维生素E(VE)和吡咯喹啉醌二钠(PQQ·Na_2)对产蛋后期蛋鸡生产性能、蛋品质及血浆、肝脏和蛋黄抗氧化能力的影响。选取产蛋率、体重相近,健康状态良好的60周龄罗曼蛋鸡300只,随机分为5组,每组5个重复,每个重复12只鸡。对照组饲喂基础饲粮;TP200和TP400组分别在基础饲粮中添加200和400 mg/kg的TP;VE组为基础饲粮+85 mg/kg VE;PQQ·Na_2组为基础饲粮+0.08 mg/kg PQQ·Na_2,预试期7 d,正试期42 d。结果表明:饲粮添加TP、VE、PQQ·Na_2均能抑制后期蛋鸡产蛋率降低,且随试验期延长,效果更为明显,TP200>TP400>PQQ·Na_2>VE;TP、PQQ·Na_2能抑制产蛋后期鸡蛋哈夫单位降低,PQQ·Na_2>TP400>TP200;试验第6周TP200组显著增加了鸡蛋的长度。TP400和VE组蛋鸡血浆和肝脏总超氧化物歧化酶(T-SOD)活性、总抗氧化(T-AOC)能力和血浆谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性均显著提高(P<0.05),血浆和肝脏丙二醛(MDA)含量显著降低(P<0.05);PQQ·Na_2显著提高了蛋鸡血浆和肝脏T-SOD活性(P<0.05);TP200显著提高了蛋鸡血浆GXH-Px活性(P<0.05)。TP400和VE组显著提高了蛋黄T-SOD活性、降低了蛋黄MDA含量,PQQ·Na_2组显著提高了蛋黄T-SOD活性(P<0.05)。综上,饲粮添加TP和PQQ·Na_2可抑制产蛋后期蛋鸡产蛋率和哈夫单位降低,TP、VE和PQQ·Na_2可改善机体抗氧化能力,但PQQ·Na_2的抗氧化效果较弱,不同抗氧化剂的作用效果不同。综合考虑TP400的效果最好。

吡咯喹啉醌对高能低蛋白质饲粮蛋鸡生产性能、蛋品质、血浆脂质代谢及抗氧化能力的影响

本试验旨在研究吡咯喹啉醌(PQQ)对高能低蛋白质饲粮蛋鸡生产性能、蛋品质、血浆脂质代谢及抗氧化能力的影响。选用29周龄海兰褐产蛋鸡288只,随机分为4组,每组6个重复,每个重复12只鸡。Ⅰ组为对照组,饲喂基础饲粮(代谢能11.03 MJ/kg,粗蛋白质16.20%);Ⅱ组为病理模型组,饲喂高能低蛋白质饲粮(代谢能12.75 MJ/kg,粗蛋白质13.00%);Ⅲ和Ⅳ组为PQQ预防组,分别在Ⅱ组基础上添加0.08和0.16 mg/kg的PQQ。试验期4周。结果表明:1)与对照组相比,高能低蛋白质饲粮诱导蛋鸡发生脂肪肝,表现为Ⅱ组肝脂率显著升高(P<0.05),血浆甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)和低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)含量显著升高(P<0.05)。2)饲粮添加PQQ可显著降低高能低蛋白质饲粮引起的蛋鸡平均日采食量和料蛋比的升高(P<0.05),显著抑制蛋白高度、哈氏单位和蛋黄颜色的降低(P<0.05),显著抑制血浆TG、TC、LDL-C含量和乳酸脱氢酶活性的升高(P<0.05),达到与对照组相当的水平。3)饲粮添加PQQ可显著抑制高能低蛋白质饲粮引起的血浆超氧化物歧化酶活性的降低和丙二醛含量的升高(P<0.05)。由此可见,饲粮添加PQQ可降低肝脏内脂肪含量,改善蛋鸡脂质代谢和机体抗氧化能力。