谷胱甘肽发酵动力学.ppt

谷胱甘肽合成动力学目录一、谷胱甘肽的简介二、生成动力学模型的建立三、不同因素对GSH生成的影响四、小结一、谷胱甘肽的简介谷胱甘肽是一种具有重要生理功能的天然活性肽, 它由谷氨酸、半胱氨酸及甘氨酸组成。谷胱甘肽在体内以2种形态存在, 即还原型谷胱甘肽( reduced glutathione, 简称GSH )和氧化型谷胱甘肽( oxidized glutathione, 简称GSSG ), 在机体中大量存在并起主要作用的是还原型谷胱甘肽。通常人们所指的谷胱甘肽是还原型谷胱甘肽。生理功能及应用?半胱氨酸侧链基团上连有一个活泼巯基(能保护体内重要酶蛋白巯基不被氧化、灭活;有利于酶活性的发挥;加速自由基的排泄, 从而减轻自由基对重要脏器的损害)。?谷胱甘肽含γ谷氨酰胺键(能维持分子的稳定性并参与转运氨基酸)?谷胱甘肽中的甘氨酸和半胱氨酸残基(参与胆酸的代谢)?在医药领域的应用(防止溶血;保护血红蛋白;中和解毒的作用;缓解恶性肿瘤患者化疗所致的毒副反应;治疗白内障及控制角膜和视网膜等眼部疾病的发展;具有抗艾滋病病毒的功效等)。?谷胱甘肽在食品工业上的应用(在面制品加工中可以大大强化其营养价值, 还能够改善面团的流变特性;在酸奶中能起到抗氧剂的稳定质量的作用;在果蔬中有效地防止褐变;作起泡葡萄酒的还原剂)。二、发酵动力学模型的建立?浙江大学的吴坚平等在“谷胱甘肽的生产工艺及动力学研究”中提出两种GSH合成模型:?合成模型A(经验性模型):将GSH的比生产速率和菌体的比生长速率联系起来在菌体生长时,如果比生长速率大于μc,就用方程(1),如果比生长速率小于μc,就用方程(2)。考虑到葡萄糖很快耗尽,为简化起见,在问歇发酵的拟合中就不加入方程(2),而在低葡萄糖量的流加发酵中,方程(2)就必须考虑在内。d( )( )wG wGSHXdt? ??1( )Gb? ? ??2 3( )Gb b? ? ?? ?(0 )c? ?? ?( )c? ??μc—临界比生长速率 Xw—总生物量(1)(2)?合成模型 B:通过对酵母体内的ATP进行计算,从而得到谷胱甘肽的合成方程。10 11k( )k( ) / ( )1GSH ATPA Bw w wCd GSHk r rGSH A BdtK? ????式中kGSH为谷胱甘肽合成速率常数,K为产物抑制常数,k10,k11分别代表在不同底物上生长合成菌体消耗的谷胱甘肽。?江南大学工业生物技术教育部重点实验室的卫功元等在“温度对谷胱甘肽分批发酵的影响及动力学模型”中,根据其试验数据,按luedeking-Piret方程进行非线性曲线拟合与估计得出, WSH 02-08在不同温度下分批发酵生产GSH的过程属于Ⅱ类发酵,即GSH合成与细胞生长部分耦联。由于GSH是胞内代谢产物,因此提高生物量对进一步增加GSH的产量将是非常有利的。?陕西科技大学的潘亚磊等在“谷胱甘肽发酵代谢调控及动力学的研究”中认为,GSH的合成与细胞生长为部分偶联型,可以用Luedeking-pirets方程来描述这一规律,并经过公式计算化得方程( ) ( )P A t B t??? ?并计算得到谷胱甘肽生成的动力学模型。?浙江省医学科学院的贾建萍等在“谷胱甘肽分批补料发酵动力学模型的建立”中认为,谷胱甘肽的生成与细胞生长是部分相关的过程,luedeking-Piret方程可用来描述谷胱甘肽生成的动力学特征,并经过试验计算得到谷胱甘肽生成动力学模型。