氧化葡萄糖酸杆菌生物制造吡咯喹啉醌进展

吡咯喹啉醌（PQQ）是继黄素核苷酸和吡啶核苷酸之后,在膜束缚的细菌脱氢酶中发现的第三种辅基,具有抗氧化、抗病毒和提高免疫力等多种生理功能,在食品、医药及农业等行业具有广泛的应用前景。该文综述了氧化葡萄糖酸杆菌（Gluconobacter oxydans）中PQQ的生理作用及生物合成的分子机制,表明了氧化葡萄糖酸杆菌作为出发菌株生产PQQ具有潜在优势,对今后工业化生产PQQ具有积极的指导意义。     

吡咯喹啉醌对衰老大鼠学习记忆的影响及机制研究

目的研究吡咯喹啉醌(pyrroloquinoline quinone,PQQ)对受到氧化损伤的神经细胞的修复作用,探讨PQQ在因衰老产生机体氧化损伤的大鼠体内、脑内的抗氧化作用,以及该抗氧化作用对衰老大鼠学习记忆能力产生的影响。方法使用H_2O_2诱导PC12神经细胞(大鼠肾上腺髓质嗜铬瘤分化细胞株)氧化损伤,随后用噻唑兰法检测PQQ对PC12的修复作用。用PQQ(0、10、20、40 mg/kg)灌胃18月龄雄性SD大鼠,4周后用Morris水迷宫试验测定大鼠的学习记忆能力,6周后测定血清和脑组织的氧化损伤水平和抗氧化能力。结果 200 nmol/L的PQQ使PC12细胞的存活率从59.1%增加到90.5%;与衰老模型组比较,PQQ中和高剂量组(20、40 mg/kg)大鼠在Morris水迷宫试验中的5 d潜伏期缩短、5 d游泳总路程减少,PQQ各剂量组(10、20、40 mg/kg)7 d穿越次数增加、7 d第一次平台穿越时间减少。同时PQQ各剂量组大鼠血清和脑组织中丙二醛、脑组织中脂褐素水平降低,中和高剂量组(20、40 mg/kg)血清和脑组织中超氧化物歧化酶水平、谷胱甘肽过氧化物酶活力以及脑组织中抗氧化能力增强。结论 PQQ可修复神经细胞的氧化损伤,证实了PQQ能够在体内与大脑中同样发挥抗氧化作用,增加衰老大鼠学习记忆能力。     

硒蛋白生理功能研究综述

硒是一种必需微量元素,广泛存在于生物体内.硒蛋白是硒在生物体内实现生理功能的主要载体,是一类含硒代半胱氨酸的蛋白质.硒代半胱氨酸主要位于氧化还原催化位点,具有更高的氧化还原电位.在动、植物体内,硒蛋白主要以氧化还原酶的形式存在,具有调节细胞氧化应激、免疫功能、内质网应激和炎症反应等生物功能特性,对克山病、癌症、阿尔兹海...     

新型膳食补充剂吡咯喹啉醌生物合成及菌株选育研究进展

吡咯喹啉醌（Pyrroloquinoline Quinone,PQQ）是继烟酰胺核苷酸（NAD、NADP）和核黄素核苷酸（FMN、FAD）后新发现的一种具有高度水溶性和稳定性的芳香族三环邻醌化合物，它广泛存在于微生物、植物、动物和人体中。作为一种类维生素辅酶，吡咯喹啉醌具有多种生理功能，在促进机体生长、防护肝损伤、促进神经生长因子合成、调节机体自由基水平等方面发挥巨大作用。由于PQQ在营养健康方面的积极效果，吡咯喹啉醌二钠盐已被美国和欧盟作为新型的膳食补充剂广泛推广，其在医药、食品、农业等方面具有广阔的应用前景，因此未来应深入研究如何提高吡咯喹啉醌高产菌株产量。本文对国内外PQQ高产菌株的选育及生物合成代谢途径的研究进行了总结，对PQQ生物合成的基因表达及菌株改造进行了展望。     

吡咯喹啉醌高产菌株选育及发酵优化

吡咯喹啉醌(pyrroloquinoline quinone, PQQ)是一种红褐色、芳香、三环邻醌的化合物,作为辅因子参与电子传递。在食品、医药和化妆品领域具有重要的应用价值。近几年,微生物发酵法合成PQQ受到了越来越多的关注。该研究以一株具有PQQ生产能力的脱氮生丝微菌(CGMCC 1.12893)为出发菌株,其在摇瓶水平上初始PQQ产量为31.4 mg/L。通过采用常压室温等离子体(atmospheric and room temperature plasma, ARTP)诱变和高通量筛选相结合的方法,筛选得到一株PQQ的高产突变菌株,编号为34,其PQQ产量提高至48.4 mg/L,相比原始菌株提高了54.1%。针对该最优突变菌株,在摇瓶水平上对碳源、氮源、金属离子和维生素等成分进行了优化,PQQ产量提高至105.2 mg/L。最后,在5 L发酵罐上对突变菌株进行验证培养,PQQ产量进一步提高至349.8 mg/L。该研究通过随机诱变筛选得到一株高产PQQ突变株,并通过培养基优化及发酵罐验证培养进一步提高了PQQ产量,研究结果为后续建立相应的发酵过程控制策略奠定了基础。     

海洋甲基营养菌产吡咯喹啉醌(PQQ)的发酵条件优化及产物分离

从中国南海海泥中分离得到一株甲基营养菌ZJU414,能够用于生产辅酶PQQ。然后考察了4种碳源对其生长和产物合成的影响,结果表明甲醇作为其唯一碳源时PQQ产量最高。通过考察摇瓶装液量和优化甲醇浓度和甲醇补料方式,进一步提高PQQ产量,最高可达到1134μg/L。初步比较了7种不同阴离子交换树脂对PQQ的吸附和洗脱效率,发现树脂D316具有较高的吸附率和洗脱率,可以用于PQQ的离子交换分离,得率可达到86.5%。研究结果为进一步提高海洋甲基营养菌生产PQQ的工艺开发奠定了较好基础。     

维生素B2缺乏与口腔疾病

众所周知,口角炎、口腔溃疡等所谓＂上火＂表现,其实常是因维生素缺乏特别是维生素B2缺乏所致。 维生素B2（核黄素）是构成体内重要含磷化合物——黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）的成分,FAD是细胞内一种参与重要代谢反应的氧化还原辅酶。它广泛参与体内各种氧化还原反应,可促进糖、脂肪和蛋白质的代谢。同时FAD作为一种维生素B2衍生物,对维持皮肤、黏膜和视觉的正常机能均有一定的作用。     

蛋白质氧化及其对机体氧化还原状态的影响

蛋白质的氧化会造成其结构、理化性质、功能性质发生变化。食物蛋白质氧化在加工贮藏过程中普遍存在,其对机体氧化还原状态造成的影响引起越来越多的关注。本文就蛋白质的氧化机制、氧化后发生的主要转变及食物蛋白质氧化对生物体细胞、体内外消化、体内氧化还原状态的研究进行阐述,旨在进一步探究氧化蛋白质的吸收机理及其对生物体的作用和影响。     

吡咯喹啉醌高通量检测方法的建立与优化

吡咯喹啉醌(Pyrroloquinoline quinone,PQQ)是一种新型辅酶,具有广阔的应用前景。传统PQQ检测方法在检测发酵液中PQQ浓度时都存在一定的缺陷,且检测效率偏低。本研究在大肠杆菌(Escherichia coli BL21(DE3))中表达E.coli K-12来源的葡萄糖脱氢酶(PQQGDH),并通过亲和层析分离纯化PQQGDH,得到了高浓度、高纯度的PQQGDH。通过酶液和PQQ样品用量的双因素正交实验对传统重组酶法的反应体系加以改进,得到适用于96孔板高通量检测的反应体系。结果表明30μL纯化后酶液、2μL PQQ样品配合1.2 m L的显色剂组成的显色体系检测效果最佳。该方法线性范围大且具有较高的精确度和重现性。本研究中利用高浓度、高纯度的PQQGDH配合96孔板和酶标仪,所建立的PQQ高通量检测方法,不仅降低了实验误差,而且大幅提高了PQQ发酵液样品的检测效率。     

粗壮女贞苦丁茶提取物的抗氧化活性研究

研究粗壮女贞苦丁茶提取物在不同试验体系及细胞和食品层面的抗氧化活性,为其在食品工业的高附加值开发利用提供理论基础。通过体外化学分析法系统测定提取物的自由基清除作用、脂质过氧化抑制效应及还原能力;分别以PC12细胞、花生油和猪油为模型,评价提取物对细胞氧化损伤及食用油脂氧化酸败的抑制效果。结果表明:粗壮女贞苦丁茶提取物具有较强的还原能力,可有效清除受试自由基,并抑制脂质过氧化反应的发生,具有优良的抗氧化活性;试验条件下,提取物可显著抑制并修复PC12细胞的氧化损伤,亦能有效延缓食用油脂的氧化酸败。     

复合生物保鲜剂对鲜食玉米贮藏品质的影响

采用壳聚糖、花粉多糖、茶多酚为主配制的复合生物保鲜剂对鲜食玉米进行保鲜,测定含水量、质量损失率、硬度、气味与感官品质,研究贮藏期间鲜食玉米的品质变化。结果表明,与对照相比,冷藏条件下经保鲜剂处理的鲜食玉米贮藏30 d时含水量减少损失18.6%,质量损失率降低19.9%,硬度降低42.68 N,气味变化较小,感官品质良好。生物保鲜剂可有效抑制鲜食玉米水分散失,减少营养成分损失,降低质量损失率,保持籽粒弹性;还可保持鲜食玉米的色泽、形态、气味、滋味等感官品质,因此,生物保鲜剂对鲜食玉米的保鲜效果显著。     

线粒体氧化应激与天然抗氧化剂研究进展

活性氧主要来源于线粒体呼吸,是一柄“双刃剑”,其在生理浓度时广泛参与细胞的信号转导和生命过程,过量时又能引起线粒体氧化应激,从而导致衰老及相关疾病的发生。如何保持细胞内的氧化与抗氧化平衡（氧化还原平衡）,既不过度氧化损伤,也不过度抗氧化而影响正常的信号转导,这对健康极为重要。因此,细胞氧化还原调控与衰老机制不再是简单的“衰老的自由基学说”,也不再是简单的抗氧化延缓衰老。抗氧化剂是身体健康所必需的,富含抗氧化剂的膳食有助于心血管疾病、神经退行性疾病、癌症等重大疾病发病率的降低。本文从线粒体氧化应激、抗氧化剂的必要性和来源、抗氧化防御系统、氧化还原平衡与抗氧化悖论、天然抗氧化剂等方面阐述氧化与抗氧化平衡对健康的重要性,为促进健康并延缓衰老提供新的思路。     

固定化大鼠小肠组织制备生物传感器对白藜芦醇的检测

以海藻酸钠-淀粉凝胶作固定剂,将Sprague-Dawley（SD）大鼠的小肠回肠组织固定到两片核微孔膜中间制成“三明治”式传感膜,然后将其固定到玻碳电极上制成生物传感电极,通过电化学工作站测定出不同浓度白藜芦醇刺激其相应受体后的响应电流。结果表明：该传感器对白藜芦醇的最低检测限为1×10－13 mol/L,在其浓度为8.5×10－12 mol/L时电流变化率达到最大值,说明此时白藜芦醇的受体已经被饱和。用Origin软件对白藜芦醇与其受体的作用曲线进行双曲线拟合（R2＝0.988 7）,然后用双倒数法作图求出白藜芦醇与其受体的结合常数和解离常数分别为1.207×10－11和1.118×10－12。由此可以估测出,平均每个细胞的受体数约为85 个。通过将白藜芦醇固定化小肠上皮组织所制成的生物传感器的响应值和白藜芦醇与裸电极作用的响应值比较可知,小肠组织细胞对白藜芦醇的响应值显然得到了细胞内信号传递系统的放大作用,其放大倍数为100 倍。与此同时,细胞受体明显赋予该生物传感器的可饱和性特征,表现为类似于酶促反应动力学-米氏方程的典型特征。通过该传感器第一次定量化测定了白藜芦醇与受体互作并向机体内传递信号的动力学规律,这将为白藜芦醇受体分析、分离与纯化、信号传递及其生物功能评价与研究提供新的方法。     

皮肤微生物与益生菌在皮肤疾病诊疗中的应用

皮肤是人体最大的器官,定殖着复杂的微生物群落。大部分微生物是对人体无害的,甚至有些是有益的。皮肤微生物在皮表所接触的外环境影响下,形成了其独特且复杂的菌群结构,同时也受到人体固有免疫和获得性免疫系统的影响,与人体免疫系统共同进化。伴随着分子生物学的发展,皮肤上复杂与庞大的常驻菌群被逐渐认知。对皮肤微生物的深入了解不仅帮助人们了解微生物与皮肤屏障的相互作用机制,也为微生物引起的皮肤疾病的治疗提供有效的策略。本文综述了近年来国内外有关皮肤微生物的研究成果,以及在皮肤疾病和微生物紊乱导致的相关疾病中,益生菌在诊疗过程中的应用。     

乳铁蛋白与牛乳中其他蛋白质相互作用机制研究进展

牛乳蛋白分为酪蛋白和乳清蛋白,其中乳铁蛋白是乳清蛋白中的一种,具有多种生物学功能,被广泛应用于食品、医药、化妆品工业等领域。在牛乳中,乳铁蛋白带正电荷,会与一些带负电荷的蛋白质,如酪蛋白、骨桥蛋白、β-乳球蛋白、血清白蛋白、免疫球蛋白等发生相互作用。这种相互作用影响着这些蛋白的生物化学功能或者分离制备特性,尤其是后者更是工业化生产中需要关注的问题。本文阐述了乳铁蛋白与牛乳中其他蛋白质之间的相互作用机制及其应用现状,对于开发乳铁蛋白的工业化制备方法、以及系统理解牛乳中各种活性蛋白间的协同生物作用等方面都具有重要意义,为乳铁蛋白生物学特性的深入研究和工业化生产技术开发提供一定依据。     

microRNA与营养研究进展

microRNA（miRNA）是参与转录后调控的一类非编码小RNA分子,许多营养元素能够影响和调控miRNA的表达活性,进而间接发挥生物学作用。本文简要总结miRNA的表达与功能,同时概述食物来源miRNA的生物学意义,以及营养元素对机体内源miRNA表达活性的影响,最后对营养元素影响miRNA表达活性的可能应用前景也进行简单探讨,以期为miRNA在营养学理论和实践中的深入研究和应用提供参考。     

母乳和牛乳中乳脂肪球膜蛋白质的差异分析

为比较乳脂肪球膜（milk fat globule membrane,MFGM）蛋白在母乳和牛乳中的差异,采用有机试剂提取法,从母乳和牛乳中提取分离出MFGM蛋白,经皮尔斯TM去垢小柱去除十二烷基硫酸钠后,通过液相色谱-质谱联用技术检测分析,检测结果根据特异性肽段匹配数不小于1筛选后,在母乳和牛乳中分别检测到863 种和454 种蛋白,其中二者共有175 种,分别独有688 种和279 种。将母乳中差异表达的688 种蛋白质按PANTHER数据库进行蛋白质的Gene Ontology（GO）功能注释,这些蛋白主要是细胞部分、细胞器、细胞膜等组分,参与的生物途径有新陈代谢过程、生物调节、刺激性反应、免疫系统过程、再生作用等,具有催化、黏合、转运、酶调节等多种分子功能。另外,母乳中的这些差异蛋白参与氨酰tRNA生物合成、致病性大肠杆菌感染、脂肪酸代谢、丙酸代谢、甾体合成、酸降解等都是牛乳中的乳脂肪球膜蛋白不具有的功能。通过分析得出母乳和牛乳中的MFGM蛋白具有明显差异,虽然有部分组成和功能的重叠,但在丰度和代谢路径上,牛乳MFGM蛋白不能替代母乳MFGM蛋白。     

鞣花酸代谢产物——尿石素的研究进展

鞣花单宁和鞣花酸是广泛分布于多种蔬菜、水果和坚果中的多酚类抗氧化剂,其在胃肠道的吸收较差,生物利用率较低,但部分会被哺乳动物肠道微生物转化为更易吸收的尿石素类代谢产物。因此,人们推测这些代谢产物可能为鞣花单宁及鞣花酸发挥生物学活性的最终物质基础。本文对近年来国内外有关尿石素化学性质和抗氧化、抗炎、抗癌以及调节肠道菌群等生物活性的研究进行综述,以期为富含鞣花单宁及鞣花酸类食品的科学利用提供借鉴。     

甲状腺素T3对四氧嘧啶诱导糖尿病小鼠胰腺的保护作用

目的：研究甲状腺素T3对四氧嘧啶（alloxan,ALX）诱导糖尿病小鼠胰腺损伤的预防和保护作用。方法：24 只雄性昆明小鼠随机分成4 组,分别给予一次性腹腔注射生理盐水、ALX、ALX和甲状腺素T3、甲状腺素T3,在注射后1、4、6、12、24 h各时间点测定小鼠血液活性氧（reactive oxygen species,ROS）水平,并在注射后28 d内定期测定小鼠血糖水平变化。28 d后,处死小鼠,取出胰腺进行形态学和生物化学指标分析：检测甲状腺素T3对小鼠胰腺超氧化物歧化酶（superoxide dismutase,SOD）、过氧化氢酶（catalase,CAT）、谷胱甘肽过氧化物酶（glutathione peroxidase,GSH-Px）活力以及还原型谷胱甘肽（glutathione,GSH）和氧化型谷胱甘肽（oxidized glutathione,GSSG）含量的影响,分析甲状腺素T3对胰腺细胞抗氧化酶相关基因Nrf2、SOD、GSH-Px、CAT,细胞凋亡相关基因Caspase-3、Caspase-9、Bax、Bcl-2表达的影响。结果：经ALX诱导的小鼠血糖和血液ROS水平极显著升高（P＜0.01）,血液胰岛素水平极显著下降（P＜0.01）,血液和胰腺抗氧化酶的活力均极显著下降（P＜0.01）。此外,抗氧化酶相关基因以及细胞凋亡相关基因表达水平均出现了极显著变化（P＜0.01）。注射甲状腺素T3能够改善由ALX引起的小鼠血糖水平上升和胰岛素分泌不足,显著或极显著地缓解抗氧化酶活力下降及抗氧化相关基因表达下调（P＜0.05或P＜0.01）,极显著抑制Caspase-3、Caspase-9、Bax等促凋亡基因表达的升高（P＜0.01）,促进抗凋亡基因Bcl-2的表达。结论：甲状腺素T3能够改善ALX诱导的糖尿病小鼠机体氧化还原状态,调节胰腺细胞凋亡相关基因的表达水平,保护胰腺组织,避免胰腺出现β细胞凋亡的情况,从而维持和保护胰腺调节血糖水平的功能。     

乙氧酰胺苯甲酯表面分子印迹聚合物的制备与吸附特性

合成功能单体N,O-双异丁烯酰乙醇胺（N,O-bismethacryloyl ethanolamine,NOBE）,采用表面分子印迹技术,以硅胶为载体,乙二醇二甲基丙烯酸酯（ethylene glycol dimethacrylate,EGDMA）为交联剂,制备乙氧酰胺苯甲酯（ethopabate,ETP）分子印迹聚合物（molecularly imprinted polymers,MIPs）。采用正交试验方法,对ETPNOBE物质的量比、ETP-EGDMA物质的量比和致孔剂种类3 个因素进行考察,结果表明：3 个影响因素主次顺序为致孔剂种类＞ETP-NOBE物质的量比＞ETP-EGDMA物质的量比;当致孔剂为乙腈、ETP-NOBE-EGDMA的物质的量比为1∶2∶20时,所制备的ETP-MIPs印迹效果最佳。Scatchard模型研究发现存在两类结合位点,高亲和位点与低亲和位点的平衡离解常数Kd和最大表观结合量Qmax分别为Kd1=1.608 μg/mL,Qmax1=1.101 μg/mg;Kd2=0.109 μg/mL,Qmax2=0.172 μg/mg。