L-精氨酸-L-焦谷氨酸的应用及合成

L-精氨酸应用很广泛,但受到溶解性差及味感差的限制,其应用领域无法再拓宽。与L-焦谷氨酸配伍,制成L-精氨酸-L-焦谷氨酸复合盐,可应用在医疗、保健、化妆品等行业,并可使得单体的精氨酸和焦谷氨酸的应用功效增强。

日粮中添加N-氨甲酰-L-谷氨酸及精氨酸对断奶小鼠生长性能的影响

目的:研究日粮中添加N-氨甲酰-L-谷氨酸(NCG)及精氨酸(Arg)对断奶小鼠生长性能的影响。方法:首先通过在日粮中添加0.025%、0.05%、0.1%的NCG,研究NCG对断奶小鼠生长性能的影响。在此基础上,选择同时添加0.05%的NCG和3个水平(0.025%、0.05%、0.1%)的Arg,研究NCG与Arg联合作用对断奶小鼠生长性能的影响。结果:日粮中添加0.1%的NCG,断奶小鼠平均日增质量较对照组提高了12.40%,饲料与体质量比与对照组相比下降了14.65%;同时添加0.05%的NCG和0.025%的Arg,断奶小鼠平均日增质量提高了10.53%。结论:日粮中添加0.1%的NCG能显著提高断奶小鼠生长性能;日粮中同时添加0.05%的NCG和0.025%的Arg,断奶小鼠生长性能也得到显著提高,其提高生长性能的效果与添加0.1%剂量的NCG达到相同水平。

N_ω-硝基-L-精氨酸和谷氨酸单氨钠对高血压大鼠血浆血管紧张素II的影响

目的:观察长期使用L-精氨酸(L-NNA)和谷氨酸单氨钠(MSG)后高血压大鼠血浆血管紧张素II(angiotensinII,ANGII)的变化。方法:建模后每日腹腔注射L-NNA和MSG,于7、30、70d用放免法测定大鼠血浆ANGII的质量浓度。结果:(1)高血压组各时期的血压均明显高于对照组(P<0 05);注射L-NNA组的血压在7d与高血压组无明显差异,但30、70d显著增高(P<0 05);注射MSG组的血压显著低于高血压组和注射L-NNA组,但仍未恢复至正常水平。(2)对照组大鼠各时期血浆ANGII的质量浓度介于(162 6±49 1)与(181 5±37 8)μg/L之间,高血压组大鼠血浆ANGII的质量浓度均高于对照组,7d时无差异,但30、70d差异显著(P<0 05);注射L-NNA后,ANGII的质量浓度升高明显,其中30、70d具有显著差异(P<0 05),而注射MSG组大鼠血浆ANGII的质量浓度明显降低(P<0 05),但仍然高于对照组和高血压组(P<0 05)。结论:一氧化氮可有效的减少外周组织ANG的分泌,其降压作用可能通过有效的降低血液中ANG的质量浓度来实现。

N_ω-硝基-L-精氨酸和谷氨酸单氨钠对高血压大鼠心率、血压及脑卒中的影响

目的:观察长期使用Nω-硝基-L-精氨酸(L-NNA)和谷氨酸单氨钠(MSG)后高血压大鼠心率、血压的变化,以及脑卒中发生的情况。方法:每日给SD大鼠腹腔注射L-NNA和MSG,于7、30和70d测心率、血压,观察脑卒中情况。结果:(1)高血压对照组心率30、70d较正常对照组增快(P<0 05);注射L-NNA组较正常对照组增快,但仅在30、70d高于高血压对照组(P<0 05);注射MSG组心率30、70d较高血压对照组和注射L-NNA组减慢,但未恢复至正常对照组水平(P<0 05)。(2)高血压对照组各时期的血压均较正常对照组明显增高(P<0 05);注射L-NNA组的血压在7d较高血压对照组升高不明显,但30、70d增高显著(P<0 05);注射MSG组的血压较高血压对照组和注射L-NNA组明显下降,但仍未恢复至正常水平。(3)高血压对照组在70d均出现程度不等的脑卒中症状,有20%由于脑卒中死亡。注射L-NNA组从30d开始即出现不同程度的脑卒中症状,有33%由于脑卒中死亡。注射MSG组在实验的全程中均未出现脑卒中症状。结论:NO生成减少不仅影响大鼠心率,还参与高血压发生、发展,并可能与高血压晚期发生脑卒中有关。

局部应用腺苷A2a受体拮抗剂对慢性高眼压大鼠视网膜谷氨酰胺合成酶(GS)和L-谷氨酸-L-天冬氨酸转运体(GLAST)表达的影响

目的观察腺苷A2a受体拮抗剂对慢性高眼压大鼠视网膜中谷氨酰胺合成酶(glutamamin synthetase,GS)和L-谷氨酸-L-天冬氨酸转运体(L-glutamate-L-aspartate transporter,GLAST)表达的影响,探讨其在高眼压下的视神经保护机制。方法 Sprague Dawley雄性大鼠共66只,均通过巩膜上静脉结扎法制作大鼠慢性高眼压模型,选取右眼作为造模眼,左眼作为对照眼,其中12只于造模后1周、2周和3周测量眼压,观察比较双眼眼压变化情况。余54只随机分为3组,眼局部分别应用SCH442416滴眼液、ZM241385滴眼液和载体滴眼液滴术眼,分别为SCH442416滴眼液组、ZM241385滴眼液和载体滴眼液组,连续滴用3周后采用Real-time PCR和Western blot方法检测视网膜GS和GLAST mRNA和蛋白的表达变化。结果造模后1周、2周和3周造模眼眼压均明显高于对照眼,差异均有统计学意义(均为P<0.05)。滴用SCH442416滴眼液或ZM241385滴眼液3周后,慢性高眼压大鼠视网膜中GS和GLAST mRNA表达与载体滴眼液组相比均明显升高,差异均具有统计学意义(均为P<0.05);而SCH442416滴眼液组和ZM241385滴眼液组大鼠视网膜中GS和GLAST mRNA的表达,两组间差异均无统计学意义(均为P>0.05)。同时,SCH442416滴眼液组或ZM241385滴眼液组大鼠视网膜中GS和GLAST蛋白表达与载体滴眼液组比较均明显升高,差异均具有统计学意义(均为P<0.05);而SCH442416滴眼液组和ZM241385滴眼液组大鼠视网膜中GS和GLAST蛋白的表达差异均无统计学意义(均为P>0.05)。结论巩膜上静脉结扎能建立大鼠高眼压模型,方法稳定可靠。腺苷A2a受体拮抗剂SCH442416和ZM241385对慢性高眼压大鼠视网膜中GS和GLAST的表达具有调控作用,两种不同的拮抗剂作用似乎无明显差异。

高产L-精氨酸谷氨酸棒状杆菌的构建

以产L-精氨酸诱变菌株谷氨酸棒状杆菌(Corynebacterium glutamicum)AJC为出发菌株,采用基因组编辑技术对其进行改造。首先,敲除阻遏蛋白ArgR和FarR,解除反馈阻遏作用;然后,敲除乳酸脱氢酶编码基因ldh和整合鸟氨酸乙酰转移酶编码基因argJ,阻断乳酸合成途径和增加前体物;最后,敲除谷氨酸分泌蛋白编码基因NCgl1221和整合乙酰谷氨酸激酶基因argB,减弱L-谷氨酸的胞外分泌,筛选一株L-精氨酸高产菌株。结果表明,获得一株高产L-精氨酸菌株AJC-4(C. glutamicum AJCΔargRΔfarRΔldh::PtufargJ ΔNCgl1221::PsodargB),该菌株在5 L发酵罐中发酵64 h后,L-精氨酸产量和糖酸转化率分别为78.0 g/L和0.38 g/g,较出发菌株AJC分别提高21.9%、18.8%;副产物乳酸和L-谷氨酸积累量分别为0.11 g/L、0.16 g/L,较出发菌株AJC分别降低96.8%、96.1%。

谷氨酸棒杆菌突变株L-精氨酸发酵工艺参数研究

以谷氨酸棒杆菌突变株HGS1715(D-Argr)为研究对象,在5L全自动发酵罐中进行发酵工艺参数的研究。研究结果显示:该菌产L-精氨酸合适pH为7.0,溶解氧饱和度为60%,温度采用分段控制,L-精氨酸合成前体谷氨酸流加添加,发酵时间为72h时L-精氨酸最高产率为55g/L。

3-磷酸甘油醛脱氢酶促进谷氨酸棒杆菌发酵生产L-精氨酸和L-鸟氨酸

在谷氨酸棒状杆菌( Corynebacterium glutamicum )SNK118中表达NADP +依赖型的3-磷酸甘油醛脱氢酶编码基因,提高胞内NADPH水平,以提高 L -精氨酸( L -Arginine)和 L -鸟氨酸(L-Ornithine)发酵产量。通过NCBI数据库检索,选取了3个不同来源的3-磷酸甘油醛脱氢酶编码基因。经测定酶活力,最终选择糖丁基梭菌( Clostridium saccharobutylicum) DSM13864来源的NADP +依赖型的3-磷酸甘油醛脱氢酶基因( CsgapC )。构建了产 L -精氨酸的重组菌SNK118/pXMJ19- CsgapC,当摇瓶发酵70 h时产 L -精氨酸11.55 g/L,糖酸转化率0.13 g/g,与对照菌SNK118/pXMJ19相比,精氨酸产量和糖酸转化率分别提高了26%和10.2%。在 L -鸟氨酸生产菌株SNK118Δ argF Δ argR 中重组表达 CsgapC,重组菌SNK118Δ argF Δ argR /pXMJ19- CsgapC 摇瓶发酵70 h产 L -鸟氨酸27.76 g/L,糖酸转化率0.274 g/g,与对照菌SNK118Δ argF Δ argR /pXMJ19相比, L -鸟氨酸产量和糖酸转化率分别提高了20.1%和15.6%。结果表明,异源表达 CsgapC 有助于提高谷氨酸棒杆菌发酵生产 L -精氨酸和 L -鸟氨酸的水平。

补喂L-精氨酸或N-氨甲酰谷氨酸对伊犁马运动性能和血浆生化指标的影响

本试验旨在探究补喂L-精氨酸或N-氨甲酰谷氨酸对伊犁马运动性能和血浆生化指标的影响。选取15匹年龄为2岁、体重[(388.88±23.24) kg]相近并经过严格训练的速度赛用伊犁马,分为3组,每组5匹(3♂+2♀),每日进行等强度训练。对照组补喂L-丙氨酸,试验Ⅰ组补喂L-精氨酸,试验Ⅱ组补喂N-氨甲酰谷氨酸,进行为期4周的试验。在试验第28天进行3 600 m速度赛,并采集血液样品。结果表明:与对照组相比,试验Ⅰ组、试验Ⅱ组试验初始和试验第28天时的3 600 m速度赛平均速度差异不显著(P>0.05);试验Ⅰ组、试验Ⅱ组血浆一氧化氮含量分别较对照组升高了27.53%(P<0.01)、18.10%(P<0.01),且试验Ⅰ组较试验Ⅱ组升高了7.99%(P<0.01);试验Ⅰ组、试验Ⅱ组血浆氨含量分别较对照组降低了25.44%(P<0.01)、14.04%(P<0.01),且试验Ⅰ组较试验Ⅱ组降低了13.27%(P<0.01);血浆5-羟色胺、葡萄糖、丙酮酸含量各组间无显著差异(P>0.05);与对照组相比,试验Ⅰ组血浆乳酸含量极显著降低(P<0.01),试验Ⅱ组则无显著变化(P>0.05);试验Ⅰ组、试验Ⅱ组血浆过氧化氢酶活性分别较对照组升高了24.00%(P<0.01)、21.33%(P<0.01);试验Ⅰ组、试验Ⅱ组血浆抗羟基自由基能力分别较对照组升高了5.48%(P<0.05)、8.47%(P<0.05)。因此,补喂L-精氨酸或N-氨甲酰谷氨酸均可提高伊利马血浆一氧化氮含量和抗氧化能力,降低血浆氨含量,且补喂L-精氨酸还能够降低伊犁马血浆乳酸含量,但二者对伊犁马3 600 m速度赛的平均速度无显著影响。L-精氨酸、N-氨甲酰谷氨酸可作为营养调控剂,用于缓解运动马运动疲劳或促进运动后的疲劳恢复。

补喂L-精氨酸或N-氨甲酰谷氨酸对伊犁马3600m速度赛赛前赛后血浆中代谢物的影响

本试验旨在探究补喂L-精氨酸或N-氨甲酰谷氨酸对伊犁马3600 m速度赛赛前赛后血浆中代谢物的影响。选取15匹年龄为2岁、体重[(388.88±23.24)kg]相近、经过严格训练的速度赛用伊犁马,分为3组,每组5匹(3♂+2♀),每日进行等强度训练,对照组补喂123 g/(匹·d)L-丙氨酸,L-精氨酸组补喂60 g/(匹·d)L-精氨酸,N-氨甲酰谷氨酸组补喂12 g/(匹·d)N-氨甲酰谷氨酸和112 g/(匹·d)L-丙氨酸,在试验第28天进行3600 m速度赛,采集赛前2 h、赛后即刻和赛后2 h血液样品,利用液相色谱-质谱(LC-MS)分析技术测定血浆中代谢物。结果显示:与对照组相比,L-精氨酸组伊犁马赛前2 h血浆柠檬酸、赛后即刻血浆α-酮己二酸、赛后2 h血浆D-葡萄糖-6-磷酸含量显著升高(P<0.05),赛后即刻血浆乳酸含量显著降低(P<0.05);N-氨甲酰谷氨酸组赛后即刻血浆乳酸含量显著降低(P<0.05)。与对照组相比,L-精氨酸组赛前2 h血浆精氨酸、乙酰谷氨酸、谷氨酰脯氨酸含量显著升高(P<0.05),血浆谷氨酰胺含量显著降低(P<0.05),赛后即刻血浆鸟氨酸、乙酰谷氨酸和脯氨酰胺含量显著升高(P<0.05);N-氨甲酰谷氨酸组赛前2 h血浆精氨酸含量显著升高(P<0.05)。此外,与对照组相比,L-精氨酸组、N-氨甲酰谷氨酸组赛前2 h血浆亮氨酸、色氨酸、5-羟色氨酸含量显著升高(P<0.05)。本试验应用非靶向代谢组学技术,筛选出了补喂L-精氨酸或N-氨甲酰谷氨酸后伊犁马3600 m速度赛赛前赛后血浆中差异性表达代谢物,揭示出补喂L-精氨酸或N-氨甲酰谷氨酸能够促进伊犁马运动能量代谢,影响氨基酸代谢,促进精氨酸内源性合成和精氨酸向脯氨酸的代谢。

谷氨酸棒状杆菌发酵生产L-精氨酸的溶氧条件优化

为了确定L-精氨酸发酵过程中最合适的溶氧浓度,通过控制5%、20%和35%这3种溶氧水平,探讨不同溶氧条件下的谷氨酸棒状杆菌ATCC14067-SG的L-精氨酸产量,并通过分析生长和关键代谢产物的方式,研究不同溶氧下精氨酸积累差异的原因。结果表明,在5%溶氧条件下,乳酸、丙氨酸、赖氨酸、鸟氨酸和谷氨酸的积累最高;35%溶氧条件下,乳酸、赖氨酸和鸟氨酸的积累有所改善,但丙氨酸和谷氨酸的积累仍然很高;在20%溶氧的发酵条件下,谷氨酸棒状杆菌的生长略好,且乳酸、丙氨酸、赖氨酸、鸟氨酸和谷氨酸的积累量显著降低。溶氧水平的不同,改变了谷氨酸棒状杆菌糖酵解和TCA循环的代谢流量。低溶氧条件下,TCA循环减弱,而过高的溶氧又会导致副产物的积累。在较为适中的20%溶氧下,谷氨酸棒状杆菌ATCC14067-SG的L-精氨酸产量最高,是35%溶氧水平的117.28%,5%溶氧水平的140.53%。

遗传算法优化CGXⅡ培养基提高谷氨酸棒状杆菌产L-精氨酸

L-精氨酸作为一种半必需氨基酸,在食品医药等行业有着极为重要的作用。培养基作为谷氨酸棒状杆菌(Corynebacterium glutamicum)生产L-精氨酸的基础,其成分及其成分之间的配比对L-精氨酸生产影响很大。利用遗传算法,以CGXⅡ初始培养基为基础,不断优化培养基成分之间的配比,L-精氨酸的积累量从0.61g/L提高至2.37g/L,提高了288.5%。通过数据分析,发现遗传算法不断优化CGXⅡ培养基的成分比例的过程中,伴随着L-精氨酸产量的大幅提升,谷氨酸棒状杆菌的生长模式发生了改变。在进一步的代谢水平分析中,发现CGXⅡ培养基的成分优化导致了谷氨酸棒状杆菌的三羧酸循环(TCA)增强。

谷氨酸棒杆菌突变株L-精氨酸发酵培养基优化研究

笔者以谷氨酸棒杆菌突变株HGS1715(D-Argr)为研究对象,在5 L全自动发酵罐中进行发酵培养基优化研究,研究结果显示:该菌产L-精氨酸合适发酵培养基组成为:淀粉水解糖13.5%、玉米浆1.5%、(NH4)2SO45.0%、KH2PO40.4 g/L、MgSO4·7H2O 0.4 g/L,L-精氨酸最高产率为48.46 g/L。

NG-硝基-L-精氨酸和L-精氨酸对内毒素性肺损伤大鼠肺脏线粒体损伤的影响

目的观察非选择性一氧化氮合酶(nitric oxide sfynthase,NOS)抑制剂NG-硝基-L-精氨酸(NG-Nitro-L-Arginine,L-NA)和一氧化氮供体L-精氨酸(L-Arginine,L-Arg)对急性肺损伤大鼠肺脏线粒体功能的影响,并探讨其改善急性肺损伤的作用机制。方法将雄性SD大鼠40只随机分为空白对照组、急性肺损伤组、L-NA治疗组和L-NA+L-Arg治疗组、每组8只。L-Arg治疗组,采用舌静脉注射内毒素脂多糖(LPS)复制大鼠急性肺损伤模型,于大鼠急性肺损伤3h后给药治疗3h,断头放血处死,迅速取出大鼠肺脏,匀浆器混匀后,低温差速离心法提取肺脏组织线粒体,测定线粒体总ATP酶、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、总一氧化氮合酶(T-NOS)、诱生型一氧化氮合酶(iNOS)、结构型一氧化氮合酶(cNOS)的活性,以及线粒体肿胀度、膜流动性和线粒体一氧化氮(NO)、丙二醛(MDA)含量。结果在大鼠内毒素性急性肺损伤后,肺脏组织中线粒体表现为肿胀、膜流动性降低,线粒体中的T-NOS和iNOS活性显著升高(P<0.01),而cNOS活性无明显变化(P<0.05);线粒体总ATP酶、SOD、GSH-Px活性均明显下降(P<0.05或<0.01),线粒体MDA含量明显升高线粒体NO生成明显增加。急性肺损伤3h给予不同药治疗3h与急性肺损伤组比较,肺脏线粒体肿胀降低、膜流动性增强,总ATP酶、SOD、GSH-Px活性均显著升高,MDA含量下降,一氧化氮合酶活性有所显著改变,NO生成量有所不同(P<0.05或<0.01)。结论 L-NA和L-Arg能够通过抑制肺线粒体中iNOS活性,增强eNOS活性,改变NO的产生,对抗内毒素脂多糖导致的氧化损伤,有效的保护肺组织。

L-NMMA对阿尔茨海默病模型大鼠海马齿状回区谷氨酸含量的影响

目的观察一氧化氮(NO)合成酶抑制剂L-单甲基-精氨酸(L-NMMA)对阿尔茨海默病(AD)模型大鼠的海马齿状回(DG)区的谷氨酸(Glu)含量,以及对其空间学习记忆能力的影响。方法 18只雌性SD大鼠随机分为sham组、AD组、L-NMMA组,每组6只。AD组和L-NMMA组应用双侧卵巢摘除术结合腹腔注射D-半乳糖法制备AD模型,之后在每次Morris水迷宫(MWM)训练前向L-NMMA组腹腔注射L-NMMA。利用高效液相色谱分析法及脑部微量透析法,检测大鼠海马DG区Glu的含量,通过MWM检测大鼠的空间学习记忆能力。向大鼠DG区注射L-NMMA,观察其对AD大鼠的学习记忆行为及大鼠DG区Glu含量的影响。结果 3组大鼠Glu的基础含量差异无统计学意义(均P>0.05)。AD组逃避潜伏期显著延长,AD组穿越原平台区次数明显减少(均P<0.05);L-NMMA组与AD组比较穿越原站台区的次数明显增加,逃避潜伏期明显缩短,大鼠空间学习记忆能力明显改善(均P<0.05)。sham组和L-NMMA组Glu含量,在训练的第2、3天明显增加(均P<0.05),其后又回到训练前水平;AD组Glu含量在训练过程中均明显增加(均P<0.05)。结论 L-NMMA可通过恢复空间学习过程中的海马DG区Glu的反应,改善AD大鼠的空间学习记忆功能。

饲粮添加L-精氨酸或N-氨甲酰谷氨酸对感染PRRSV妊娠母猪繁殖性能及免疫功能的影响

旨在研究饲粮添加L-精氨酸或N-氨甲酰谷氨酸（N-carbamyl glutamate, NCG）对感染猪繁殖与呼吸综合征病毒（porcine reproductive and respiratory syndrome virus,PRRSV）妊娠母猪繁殖性能及免疫功能的影响。

L-精氨酸产生菌的选育及其发酵条件

以谷氨酸棒杆菌 (Glutamicumcorynebacterium)JHA5 (His-,SGr)为出发菌株 ,经硫酸二乙酯 (DES)和亚硝基胍 (NTG)逐级诱变处理 ,获得一株精氨酸高产菌JDN2 8 5 0 (His-SGrD ArgrL HAr)。在以 12 0g/L葡萄糖为碳源、5 0g/L硫酸铵为氮源的培养基中培养 4d ,产酸可达 30 g/L。

L-精氨酸高产菌株的选育

以谷氨酸高产菌种LH谷氨酸棒杆菌为出发菌株,用化学试剂亚硝基胍(NTG)诱变,经结构类似物磺胺胍和摇瓶产酸筛选,获得一株产L-精氨酸的菌株LH425,在摇瓶发酵中,培养96h,产酸率38g·L-1。

L-精氨酸生物合成的代谢流量分析

建立并完善了谷氨酸棒杆菌GWY020及其2个逐步叠加不同遗传标记的突变株HUI821和GUI089合成L-精氨酸的中心代谢网络。分别测定了它们在特定培养时段(50h^52h)L-精氨酸等代谢物的胞外浓度,由此计算这一时段这些代谢物在发酵液中积累(或消耗)的速率,分别作出这3株菌在拟稳态下的代谢流量分布图,进而研究育种过程中不同遗传标记的叠加对代谢网络中L-精氨酸合成流量分布的影响。结果表明遗传标记的引入使流量分配发生了重大变化,节点处的流量分配朝着有利于L-精氨酸合成的方向改变。从代谢流量分析角度上,证明结构类似物抗性和敏感性突变是代谢流导向和设计育种的有效手段,代谢流量分析将成为设计育种的提供新思路。