海藻糖的生物学功能及其应用.PDF

安徽农业科学,Journal of Anhui Agri . Sci .2007 ,35(24) :7724 - 7725 责任编辑 罗芸 责任校对 李菲菲 海藻糖的生物学功能及其应用 李桂芹 ( 滨州职业学院生物工程系, 山东滨州256603) 摘要 海藻糖是一种非还原型双糖, 能在生物细胞 中合成, 具有保护生物细胞和生物活性物质在不良环境条件下活性免遭破坏的功能; 是一种非特异性保护剂, 在生物反应 中可作激活剂和稳定剂。 关键词 海藻糖; 生物细胞; 活性; 保护剂 中图分类号 Q53 文献标识码 A 文章编号 0517 - 6611( 2007) 24 - 07724 - 02 海 藻糖在 生物体 内即作 为贮存 碳源, 又 是应激代 谢产 的膜和 完整细胞, 海藻糖都是很好的抗冻 剂 。 物, 具有保护生物 细胞和 生物活性物 质在 脱 水、干 旱、高温 、 目前对海 藻糖稳定生物分子的确切机 制还不十分清楚 。 冷冻、高渗透压及有毒试剂等 不 良环 境条件 下活性免遭破 坏 一种 “水替代”理论认为, 生物的蛋 白质及其他大分子物质 受 的功能, 人们十 分重视它的产 品开发和应 用 。 水化膜 的保护, 干 燥时生物 分子表 面失去束缚 的结构水, 导 1 理化性 质 致其结构发生不可逆 转的改变, 海藻糖可在 生物 分子表面 依 海藻糖在 固体时为 白色结 晶, 带有两个结 晶水, 分子 式 靠带 电荷 的水合集 团间氢键形成保护膜, 从而替代维护三 级 为C H O ·2H O, 分子量为378 .33 , 由2 个葡 萄糖残基通 过 结构所必 需的水分子 , 稳定其 原有的空间结构 。另一种理论 12 22 11 2 半缩醛羟基通过脱水 结合, 不存在游 离的醛基 。海藻糖的熔 称为 “玻璃状”假说, 认 为海藻糖 的作 用在于形成 一种 玻璃体 点为96 .0 ～97 .5 ℃, 具有甜味, 能溶于水和 热醇中, 不溶于 乙 结构, 而不是结晶体, 它 导致无 定形连 续相的形成, 在结构上 醚, 不能使斐林试 剂还 原, 无毒无害, 化学性质 非 常稳 定, 在 与玻璃状的水相似, 起 “冻 结”生物 分子的作用 。 体 内可被酶水解成葡萄糖而被利 用 。 4 生物反应中做激活剂与稳定剂 2 体内合成 温度是影 响酶反应效率的重要因素之 一, 研 究发现海 藻 海藻糖在 微生物细胞 中合成非常强烈, 它的积累一般 和 糖 不仅 在高温 下 能保 持酶 的正常活性, 而且 起 到激 活 的作 生长速度 的降低有 关, 特别是在分化过程和 营养 不足 时更为 用 。如PCR 的聚合酶, 目前局限于从一些耐热菌中分离得 到 强烈。它的合成主要 由2 种 酶催 化, 其反应 分2 步进 行, 第 耐热酶, 而且 酶催 化反应类 型也受 到 限制 。如 果加入 海 藻 一步尿 苷二磷酸葡 萄糖或鸟苷二磷酸葡萄糖 经6 - 磷酸海藻 糖, 可使对 热敏感 的酶在 高温 下保 持稳 定性且 使 酶 活性增 糖合成 酶的催化转移给 6 - 磷酸 葡 萄糖, 形成 6 - 磷 酸海 藻 加, 海藻糖能抑制 高温下酶的失活。在37 ℃的条件下海藻糖 糖; 第二步6 - 磷 酸海 藻糖 经 6 - 磷 酸海 藻糖磷 酸 脂 酶催 化 能够激活 Dnasel 酶 的活性 , 当有海 藻糖存在 时, 温度 升 高到 水解, 形成海藻糖 。 50 ℃时酶活力仍显著升 高。猪 的胰脂肪酶在 无水 的海藻糖 3 生物学功能 介质 中能够耐受 100 ℃高温, 有水时则会 失活。 海藻糖具有保存生物 活力的特殊功 能, 如高温、脱 水、冷 实验表 明, 海藻