谷胱甘肽

谷胱甘肽 1 谷胱甘肽的分离纯化研究进展 王 剑 , 于延庆 , 史大刚 , 祁有昌 , 刘 帅 , 王世明 ( 烟台大学海洋学院 烟台 264005) 摘要:还原型谷胱甘肽是机体内重要的活性物质，不仅在医学、生物学、化学等领域有广泛的应用， 而且是制备功能性食品的理想添加剂。综述了谷胱甘肽各种分离纯化的方法的研究进展。 关键词: 谷胱甘肽 ; 分离纯化 ; 研究进展 The Progress of Glutathione Separation And Purification Wang Jian , Yu Yan-qing , Shi Da-gang , Qi You-chang , Liu shuai , Wang Shi-ming ( Bioenjineering Department of Ocean School Yantai University YanTai 264005) Abstrate: Glutathione is an important active substance in body. And Glutathione not only has extensive application in medicine , biology , chemistry etc , but also is a perfect additive for making functional food. The different ways for Glutathione separation and purification were introduced. Keywords: glutathione ; separation and purification ; study progress 1. 谷胱甘肽的描述 谷胱甘肽(Glutathione，简称GSH)是一种具有重要生理功能的活性三肽， 它由谷氨酸，半胱氨酸和甘氨酸经肽键缩合而成。GSH分子中含有一个活泼的 巯基-SH,易被氧化脱氢，两分子GSH失氢后转变为一分子氧化型谷胱甘肽 (GSSG)。在生物体内起重要生理作用的是还原型谷胱甘肽。还原型谷胱甘肽因 其各种功能在生活中有广泛的应用。GSH 是多种酶的辅基与辅酶，它不仅能维 持细胞膜的完整性，还具有清除体内有害毒物和代谢物的生理功能，谷胱甘肽作 [1]为食品添加剂可提高营养，加强食品风味及防止变质的作用。临床上，谷胱甘 肽可用于对有机物及重金属的解毒，细胞膜的保护和癌症辐射和化疗的保护。因 此，如何高效率的分离纯化谷胱甘肽成为研究热点。 2. 分离与纯化方法 2.1 铜盐法分离纯化GSH 首先得到新鲜压榨酵母液，经过沸水抽提，离心等步骤，得到含GSH的抽 提液，加酸调其PH为3.0，在732树脂吸附与洗脱后，收集含GSH的水溶液， 再将新鲜制备的氧化亚铜溶液加入含GSH的水溶液中，得到GSCu沉淀，再通HS2 于GSCu中，产生黑色沉淀，滤去，得到GSH浓缩液，再经酒精结晶纯CuSCuS22 化，真空干燥，可得到GSH晶体。 铜盐法是一种比较传统的方法，有一定实用价值。目前仍然被一些GSH生 产工艺所应用。制备GSH所使用溶剂可以是水，有机酸溶液和稀醇等，有实用 [2]价值。但需要大量的，污染较大，工艺复杂，提取收率低。 HS2 [3] 2.2 阳离子交换树脂法 2 品苯乙烯-乙二烯笨共聚树脂具有苯环和吲哚等基团，对氨基酸和肽有很强的亲和性，随着氨基酸和肽中碳原子数的增加，相对于树脂的亲和性也相应增加。蛋白质等高分子的疏水性强，吸附性也就越强，保持在树脂的力便强，因此，不易洗脱，而亲水性强的小肽——谷胱甘肽，亲和性相对较弱小分子肽对该分子所显示的亲和行为，可能是在酸性条件下，抑制了-SH和-COOH的解离作用，因而谷胱甘肽的疏水性增大，与该树脂又表现了充分的亲和性，这样提取物通过强酸离子交换树脂时，谷胱甘肽于不纯物一起被吸附，当用0.05-0.5N的氢氧化钠溶液洗脱时，谷胱甘肽与氨基酸，肽，蛋白质等不纯物被洗脱出先后次序不一样， [4]能达到分离出谷胱甘肽的目的。另外可将氨基苯乙酸连接到苯乙烯-二乙烯苯 [5]载体上，制得含汞树脂，用于分离酵母提取液中的谷胱甘肽，可取得较好分离效果。具体实验表明，由于结合巯基的树脂对高NaCl浓度敏感，进行洗脱操作时应在低离子浓度强度下进行，含汞树脂对不含巯基的化合物也有不同程度的吸收，因此应调节pH到适当的值，以扩大其对巯基和非巯基化合物的差别，提高分离效果。树脂多次使用后会使颜色变暗，用酸处理可部分恢复，在微酸性条件下长期保存，吸附性能不变。 亲和层析法是利用巯基化合物与汞有着很强的亲和作用，将有机汞的化学亲和树脂用于吸附抽提液中的谷胱甘肽。盐酸溶液进行洗脱，得到提纯的谷胱甘肽。 但由于这种方法存在汞的泄露，而且含汞树脂对酸碱比较敏感，稳定性也比较差，所以在工业上，特别是在食工业中上的的应用受到很大限制。 [6] 2.3 双水相分配结合温度诱导相分离 选用换氧乙烷-环氧丙烷无规共聚物/羟丙基淀粉双水相系统，结合温度诱导 [7] 相分离技术从酵母中提取GSH，其总萃取率可达80%以上 双水相技术可以省去细胞破碎后的固液分离操作，减少操作步骤提高产率。但因双水相系统一般比较昂贵，且技术难度大，目标产物分离不完全，所以目前双水相分离方法仅仅在实验室研究阶段。 2.4 金属螯合亲和层析 2，2，金属离子亲和层析是一种新兴的亲和色谱技术，其原理是利用，，CuCo 2，等过渡金属离子与蛋白质表面组氨酸，色氨酸或半胱氨酸配位结合，由于蛋Zn 白质表面这些氨基酸的种类，数量，位置和空间构想不同，因而与金属螯合物的 [8]亲和力大小不同，从而可选择性地加以分离纯化。利用富含GSH的酵母抽提液，以壳聚糖为载体，二价铜离子为配基，经过一系列处理制成金属螯合层析剂。当上柱样品pH为3.0时，GSH回收率达到最大为61.39%。当NaOH洗脱液浓 [9]度为0.25mol/L时，GSH洗脱率达到最大65.59%。 该方法利用安全无毒，天然壳聚糖为载体，金属离子为基，以戊二醛和环氧氯丙烷为交联剂，亚氨基二乙酸钠为金属螯合剂制备了一种新型的用于谷胱甘肽分离纯化的金属螯合层析剂。该方法中金属离子螯合率和谷胱甘肽回收率等均有待进一步研究提高。 3结语 谷胱甘肽广泛存在于许多谷物，蔬菜和动物组织和血中，另外酵母中谷胱甘肽的含量也比较高。随着对谷胱甘肽的研究的深入，其应用也越来越广泛，市场需求也越来越大。上述四种方法中，铜盐法污染较大提取收率低，双水相法比 3 较昂贵，不适合工业化。阳离子交换法和金属离子螯合层析分离纯化谷胱甘肽有较大发展空间。 参考文献: [1] 蔡俊。 谷胱甘肽的研究进展。 粮食与饲料工业 2000,41-42 [2] 张照明，张海涛，袁利民，等。国内谷胱甘肽研究进展。广州化工。2009,37(3)，55-57 [3] 王淼，范崇东，苏晓晋 ，等 。 阳离子交换法分离纯化酵母细胞提取液中的谷胱甘肽。食品科学。2007,211-216 [4] 曹新志。 谷胱甘肽的分离和干燥方法。 广州食品工业科技，1996(2)，44-45 [5] 王辉，冯万祥。 含汞树脂分离提纯谷胱甘肽。 华东理工大学学报，1996,22(6) [6] 梅东和，林乐强，朱自强， 等。 双水相分配结合温度诱导相分离从酵母中提取谷胱甘肽。化工学报，1998，49(4) [7] 刘娟，刘春秀， 王雅琴， 张博润 ，等。发酵法生产谷胱甘肽的研究进展。2002,29(6)，72-75 [8] Poroch J. , Arlsson J. ,Olsson I. et al .Metal chelate affinity chromatography: a new approach to protein fractionation . Natural, 1975, 258(5536): 598-599. [9] 邱雁临，黎琛子，潘飞，蔡俊 等。金属螯合亲和层析分离纯化谷胱甘肽初探。,,，,, , ,,,，,,。2005，22-24