古洛糖的应用与制备方法

发布日期:2020/2/1 11:46:39

背景及概述^[1]

稀有糖为存在于自然界但含量很少的单糖及其衍生物，虽然稀有糖含量少，较难获取，但不同种的稀有糖具有各自不同的生理功能，可以应用于食品、医药、营养、农药、精细化工等众多领域，每年的全球交易量超过数吨，其中稀有糖及其核苷在抗肿瘤药物和抗病毒的研发中展现出了可观的应用前景。

L-古洛糖是一种稀有己醛糖，可作为维生素C的合成前体和核苷类抗HIV病毒药物合成的药物中间体，具有较高的经济价值。目前化学合成法和酶法合成是稀有糖的两种主要制备方法，但是稀有糖的化学合成法操作复杂，产量较低，环境污染较为严重，重要的是合成的稀有糖种类匮乏，无法满足的市场需求。

应用^[2]

古洛糖（gulose）是一种己醛糖，是半乳糖的C‑3位的差向异构体。半乳糖通过差向异构酶处理可生成古洛糖。古洛糖是一种很好的低能量食品甜味剂和填充剂，能有效促进人体内有益细菌双歧杆菌生长繁殖，并具有抑制高血糖、改善肠道菌群、不致龋齿等多种生理功效。古洛糖还具有明显抗肿瘤功效，有望被开发成抗肿瘤功能食品。有研究开发一种古洛糖片剂赋形剂，由以下重量百分含量88%~96%的古洛糖、1%~5%的辛烯基琥珀酸淀粉酯、1%~5%的二氧化硅以及1%~5%的白陶土组成，流动性好，成型度好，脱模性好，能够与药物和水一起直接压片制备药物片剂。古洛糖片剂赋形剂通过古洛糖、辛烯基琥珀酸淀粉酯、二氧化硅以及白陶土即得，其中，古洛糖、辛烯基琥珀酸淀粉酯、二氧化硅以及白陶土均可采用医药级市售产品。通过四种组分相互作用，溶解性好、流动性好，制备药物片剂时，能够体现出优异的效果，特别是制备的药物片剂具有较好的抗碎强度和较低的易碎性。

制备方法^[1]

一种L-古洛糖的制备方法，以NAD+依赖的甘露醇脱氢酶偶联NADH氧化酶的全细胞生物催化剂催化山梨醇氧化制备稀有己醛糖L-古洛糖，所述的NAD+依赖的甘露醇脱氢酶为来源自Apiumgraveolens的高效突变体序列如SEQIDNO：1所示，NADH氧化酶来源自Bacilluscereus序列如SEQIDNO：2所示。

采用pACYCDuet-1质粒构建了NAD+依赖的甘露醇脱氢酶和NADH氧化酶的共表达载体pACYCDuet-mdh-nox(甘露醇脱氢酶基因mdh位于多克隆位点I，NADH氧化酶基因nox位于多克隆位点II)和pACYCDuet-nox-mdh(NADH氧化酶基因nox位于多克隆位点I，甘露醇脱氢酶基因mdh位于多克隆位点II)，并将2种质粒转化至大肠杆菌BL21，获得重组表达菌株E.coli(pACYCDuet-mdh-nox)和E.coli(pACYCDuet-nox-mdh)。以酶比活力和目标蛋白可溶性表达量为评价指标，优化确定了确立2株重组菌的诱导表达条件。E.coli(pACYCDuet-mdh-nox)：诱导温度20℃、诱导剂IPTG0.75mM、诱导时间18小时；E.coli(pACYCDuet-nox-mdh)：诱导温度25℃、诱导剂IPTG浓度0.5mM、诱导时间14小时。