谷胱甘肽專題知識(shí)講座

谷胱甘肽專題知識(shí)講座谷胱甘肽專題知識(shí)講座第1頁(yè)谷胱甘肽（glutathione）是一個(gè)由3個(gè)氨基酸組成短肽，存在于幾乎身體每一個(gè)細(xì)胞中，不過(guò)谷胱甘肽必須在有產(chǎn)生細(xì)胞及其前體（Vc和α-硫辛酸）條件下才能夠有效地在人體內(nèi)工作，谷胱甘肽能幫助保持正常免疫系統(tǒng)功效，在細(xì)胞中，谷胱甘肽主要發(fā)揮抗氧化劑作用。谷胱甘肽由谷氨酸，半胱氨酸和甘氨酸組成，分子中半胱氨酸-SH是主要功效性基團(tuán)。谷胱甘肽廣泛分布于自然界生物體中(Wierzbicka等，1989)，主要存在于酵母、動(dòng)物肝臟、肌肉、血液中，許多植物，如蔬菜、豆類、谷物、薯類、菇類及細(xì)菌中也含有一定量谷胱甘肽。GSH介紹及結(jié)構(gòu)谷胱甘肽專題知識(shí)講座第2頁(yè)谷胱甘肽專題知識(shí)講座第3頁(yè)谷胱甘肽理化性質(zhì)

晶體呈無(wú)色透明細(xì)長(zhǎng)粒狀，溶于水、稀醇、液氨和二甲基甲酞胺，而不溶于醇、醚和丙酮。谷胱甘肽固體較為穩(wěn)定，而水溶液在空氣中則易被氧化，兩分子還原型谷胱甘肽(GSH）活潑巰基氧化縮合為二硫鍵，即得到氧化型谷胱甘肽（GSSG）。谷胱甘肽分子量為307．33，熔點(diǎn)189～193℃(分解)，晶體是無(wú)色透明細(xì)長(zhǎng)柱狀(板狀)，等電點(diǎn)(PI)為5．93，成品見(jiàn)光易分解，易氧化。在氧化型谷胱甘肽和還原型谷胱甘肽中，只有還原型谷胱甘肽才含有生理活性，而生物體內(nèi)氧化型谷胱甘肽需要還原后才能發(fā)揮其主要生理功效。所以，咱們?cè)谔崛」入赘孰臅r(shí)，能夠在溶液中加入含有強(qiáng)還原性物質(zhì)如維生素C等，當(dāng)存在這些強(qiáng)還原性物質(zhì)時(shí)能夠保護(hù)谷胱甘肽不輕易被氧化。谷胱甘肽專題知識(shí)講座第4頁(yè)GSH生理功效1.抗自由基,保護(hù)細(xì)胞2.解除外源性有毒物質(zhì)(包含藥品)毒性3.促進(jìn)細(xì)胞合成蛋白質(zhì)4.參加轉(zhuǎn)甲基、轉(zhuǎn)丙氨基反應(yīng),維持肝細(xì)胞正常功效5.參加膽紅素代謝6.促進(jìn)膽酸代謝,減輕出血傾向7.是各種酶輔基或輔酶谷胱甘肽專題知識(shí)講座第5頁(yè)GSH在疾病上應(yīng)用易與碘乙酸、芥子氣（一個(gè)毒氣）、鉛、汞、砷等重金屬鹽絡(luò)合，也能與一些藥品（如撲熱息痛）、毒素（如自由基、重金屬）等結(jié)合，把機(jī)體內(nèi)有害毒物轉(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì)，排泄出體外。GSH與溶血性疾病治療。保護(hù)紅細(xì)胞膜上巰基免遭氧化物損害，保護(hù)紅細(xì)胞膜完整性，從而維持紅細(xì)胞正常結(jié)構(gòu)與功效。GSH與糖尿病治療。SH參加葡萄糖誘導(dǎo)胰島素分泌，血漿中GSH/GSSG比率可影響細(xì)胞對(duì)葡萄糖反應(yīng)性，此比率增加可改進(jìn)糖尿病患者外周胰島素作用提升血液中GSH水平，降低氧化損傷程度和增加胰島素敏感性。還參加肝炎、角膜炎、白內(nèi)障及視網(wǎng)膜疾病動(dòng)脈粥樣硬化病治療。谷胱甘肽專題知識(shí)講座第6頁(yè)GSH在食品上應(yīng)用1.面制品加工中應(yīng)用：加入面制品中，強(qiáng)化氨基酸作用和還原作用。2.奶制品，嬰兒食品加工中應(yīng)用：預(yù)防奶制品酶促和非酶促褐變；改進(jìn)口味；提升奶制品品質(zhì)。3.肉制品，海鮮制品加工中應(yīng)用：延長(zhǎng)保鮮期，預(yù)防罐頭褐變；保持食品色澤。4.果蔬制品加工中應(yīng)用：起維生素C類似作用；保持原有營(yíng)養(yǎng)和誘人色味。5.飲料加工中應(yīng)用：常以富含谷胱甘肽酵母提取物添加到飲料中。谷胱甘肽專題知識(shí)講座第7頁(yè)GSH在美容上應(yīng)用白荻多肽，采取了肌膚色素研究中最新科學(xué)技術(shù),研發(fā)出獨(dú)家“谷胱甘肽與高濃度苦參精華”以及其它一些獨(dú)特成份多重效果配方,可由內(nèi)而外雙重鎖定麥拉寧母細(xì)胞,讓女人恢復(fù)珍珠般亮白膚質(zhì),而且能夠淡化頑固色斑。白荻多肽就像是一把精密高端“美白鎖”，能夠緊密地鎖住洛氨酸酶，阻止洛氨酸酶滲透，以此來(lái)到達(dá)抑制黑色素形成目標(biāo)。谷胱甘肽，風(fēng)靡歐美50年，堪稱世紀(jì)美白祛斑經(jīng)典。全方面補(bǔ)充白荻多肽和苦參精華，對(duì)祛除皺紋、增加肌膚彈性，收縮毛孔、淡化色素,全身美白有極好功效.美白針由傳明酸、VitC、左旋谷胱甘肽、VitB等組成。其中左旋谷胱甘肽也叫還原型谷胱甘肽，有配方中不是還原型就沒(méi)有效果。谷胱甘肽專題知識(shí)講座第8頁(yè)市場(chǎng)前景

谷胱甘肽最早于二十世紀(jì)九十年代由日本協(xié)和發(fā)酵株式會(huì)社與日本山之內(nèi)株式會(huì)社開(kāi)始共同研制，1999年，用日本原料生產(chǎn)注射用還原型谷胱甘肽在我國(guó)上市。據(jù)資料顯示，谷胱甘肽我國(guó)市場(chǎng)銷售額為8.02億元；谷胱甘肽全國(guó)市場(chǎng)銷售額為13.55億元，同比增加69.05%；上六個(gè)月谷胱甘肽全國(guó)市場(chǎng)銷售額為8.39億元，比上年同期增加43.11%。單純我國(guó)幾個(gè)制藥企業(yè)需求，預(yù)計(jì)月需求量就在3～4噸左右。 當(dāng)前我國(guó)制藥企業(yè)所用谷胱甘肽制藥原料全部依賴進(jìn)口，如復(fù)華藥業(yè)、昆明積大制藥和重慶藥友等。我國(guó)當(dāng)前缺乏批量生產(chǎn)能力，也沒(méi)有國(guó)家審批原料生產(chǎn)。即使谷胱甘肽廣泛用于食品、醫(yī)藥、化裝品等，但因其提取極為難得，因而價(jià)格十分昂貴，主要是醫(yī)藥工業(yè)在使用。谷胱甘肽專題知識(shí)講座第9頁(yè)

生產(chǎn)成本和研究進(jìn)展

當(dāng)前，我國(guó)市場(chǎng)上還原型谷光甘肽原料藥價(jià)格在4000元/kg以上，而谷胱甘肽生產(chǎn)成本約1500元/kg左右谷胱甘肽生產(chǎn)方法主要有化學(xué)合成法、酶轉(zhuǎn)化法和發(fā)酵法。當(dāng)前，化學(xué)合成法和提取法已經(jīng)工業(yè)化，酶轉(zhuǎn)化法正在進(jìn)行廣泛研究，還未用作GSH工業(yè)化生產(chǎn)。微生物發(fā)酵法用于谷胱甘肽生產(chǎn)是當(dāng)前世界上主要生產(chǎn)方法，國(guó)外谷胱甘肽主要產(chǎn)地在日本，我國(guó)谷胱甘肽研究起步較晚，現(xiàn)在主要還是在一些研究院校內(nèi)，處于研究階段，沒(méi)有形成一定生產(chǎn)規(guī)模。谷胱甘肽專題知識(shí)講座第10頁(yè)谷胱甘肽生產(chǎn)工藝·萃取法萃取法經(jīng)常見(jiàn)于從高含谷胱甘肽動(dòng)植物組織中提取谷胱甘肽一個(gè)常見(jiàn)方法，也是生產(chǎn)谷胱甘肽經(jīng)典方法。

·化學(xué)合成法

基礎(chǔ)原料均用是谷胱甘肽化學(xué)式中三種主要成份即谷氨酸，半胱氨酸和甘氨酸?！っ阜?/p>

利用生物體含有谷胱甘肽合成酶L一谷氨酸．L二分之一胱氨酸及甘氨酸為底物，并加少許三磷酸腺苷即合成谷胱甘肽?！ぐl(fā)酵法

谷胱甘肽在1888年，由deRey-Pailhade從酥母中分離出谷胱甘肽以后，谷胱甘肽從酵母中提取工藝也越來(lái)越成熟，而且已經(jīng)成為當(dāng)前生產(chǎn)谷胱甘肽普遍采取方法。谷胱甘肽專題知識(shí)講座第11頁(yè)酵母發(fā)酵法生產(chǎn)谷胱甘肽工藝流程圖誘變劑→酵母→高產(chǎn)酵母→熱水抽提→離心→調(diào)PH值→樹(shù)脂吸附→酸洗脫→新鮮CuO沉淀→離心沉淀物→H2S置換→離心過(guò)濾→濃縮→脫色→噴霧干燥→成品谷胱甘肽專題知識(shí)講座第12頁(yè)菌種選育：酵母菌選育抗乙硫氨酸突變株：γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶是催化谷胱甘肽合成主要酶。他受谷胱甘肽反饋抑制，乙硫氨酸是谷胱甘肽結(jié)構(gòu)類似物，低濃度時(shí)促進(jìn)谷胱甘肽合成，高濃度時(shí)要抑制細(xì)菌生長(zhǎng)和谷胱甘肽合成。選育抗鋅離子突變株：zn是各種脫氫酶，脫羧酶和肽酶輔因子，在低濃度時(shí)促進(jìn)細(xì)菌生長(zhǎng)，當(dāng)?shù)竭_(dá)一定濃度時(shí)能使谷胱甘肽還原酶活性中心變構(gòu)失活，抑制胞內(nèi)谷胱甘肽繼續(xù)合成。培養(yǎng)基：碳源：葡萄糖蔗糖糖蜜葡萄糖是最正確碳源。氮源：牛肉膏蛋白胨酵母膏牛肉膏是最正確氮源。單一氮源對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)和谷胱甘肽產(chǎn)量顯著優(yōu)于有機(jī)氮源，混合無(wú)機(jī)氮源對(duì)谷胱甘肽產(chǎn)量有顯著提升。無(wú)機(jī)鹽離子：微生物在缺乏Mg時(shí)，不能合成谷胱甘肽；Mg過(guò)量會(huì)抑制谷胱甘肽合成。在10mmol/L時(shí)，產(chǎn)量到達(dá)最大。谷胱甘肽專題知識(shí)講座第13頁(yè)發(fā)酵條件影響：溫度：較高溫度有利于細(xì)胞生長(zhǎng)，不過(guò)低溫更有利于谷胱甘肽合成。因以前期控制37培養(yǎng)菌體，后期降低溫度增加谷胱甘肽合成。PH：細(xì)胞生長(zhǎng)最適PH和產(chǎn)物合成最適PH并不一致。普通細(xì)胞生長(zhǎng)最適PH為7.2，產(chǎn)物合成最適PH為6.7。溶氧：通氣量控制在5L/min時(shí)，攪拌轉(zhuǎn)速到達(dá)300r/min即可滿足細(xì)胞生長(zhǎng)和谷胱甘肽合成對(duì)溶解氧需求。前體物質(zhì)：1）谷氨酸半胱氨酸甘氨酸混合物。開(kāi)始時(shí)加入會(huì)對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)和谷胱甘肽合成油抑制作用，在發(fā)酵12小時(shí)以后（進(jìn)入對(duì)數(shù)生長(zhǎng)后期）添加會(huì)提升谷胱甘肽產(chǎn)量。2）ATP谷胱甘肽生物合成受兩步酶反應(yīng)影響1）L-谷氨酸和L-半胱氨酸在γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶作用下合成γ-谷氨酰半胱氨酸；2）γ-谷氨酰半胱氨酸和甘氨酸在谷胱甘肽合成酶作用下合成GSH.兩步酶反應(yīng)均需要ATP參加,若ATP不足則酶反應(yīng)會(huì)受到極大抑制。0h加入ATP對(duì)菌體生長(zhǎng)和GSH合成更為有利。谷胱甘肽專題知識(shí)講座第14頁(yè)發(fā)酵過(guò)程調(diào)控葡萄糖流加策略：只有在葡萄糖幾乎耗盡、生長(zhǎng)停頓時(shí),細(xì)胞內(nèi)才開(kāi)始大量合成GSH;且因?yàn)镚SH是胞內(nèi)產(chǎn)物,所以在提升生產(chǎn)菌株胞內(nèi)合成GSH能力同時(shí),還需要在發(fā)酵過(guò)程中設(shè)法提升細(xì)胞數(shù),以提升GSH總產(chǎn)量。所以必須加大底物(如葡萄糖)質(zhì)量濃度。但過(guò)高葡萄糖濃度會(huì)產(chǎn)生Crabtree效應(yīng),抑制細(xì)胞生長(zhǎng)而且目標(biāo)產(chǎn)物得率會(huì)大大下降,所以普通采取后期限