高宇豪,吴勇杰,朱亚鑫,付静,徐建国,王松涛,徐国强,张晓梅,史劲松,许正宏

1(江南大学 生物工程学院,江苏 无锡,214122) 2(工业生物技术教育部重点实验室(江南大学),江苏 无锡,214122) 3(粮食发酵工艺与技术国家工程实验室(江南大学),江苏 无锡,214122) 4(江南大学 药学院,江苏 无锡,214122) 5(无锡福祈制药有限公司,江苏 无锡,214100)

谷胱甘肽(glutathione, GSH)是一种三肽活性物质,广泛存在于动物、植物和微生物中,具有保护和调节细胞内氧化还原平衡的作用[1]。GSH相对分子质量为307.33,由谷氨酸、甘氨酸及半胱氨酸组成,在各种生物的体内含量各不相同,其中在酵母和动物内脏中含量较高。GSH在肝病、肾病以及心血管疾病上都具有显著的疗效[2]。GSH的主要特征是其具有一个γ酰胺键和一个巯基基团。在大多数原核和真核生物中由两步反应生成,第一步由谷氨酸和半胱氨酸在谷氨酰半胱氨酸合成酶(γ-GCS)的作用下生成谷氨酰半胱氨酸,之后该产物再与甘氨酸在谷胱甘肽合成酶(GS)的作用下反应生成GSH,第一步反应的酶是生成GSH的关键酶,受产物的反馈抑制,两步酶皆是ATP依赖型,反应均需消耗1分子的ATP[3]。

目前,GSH合成方法有化学合成法、酶转化法和发酵法。化学合成法采用3种前体利用化学工艺合成GSH,成本高昂且对环境造成污染[4]。酶法采用3种前体、ATP及酶反应生成GSH,此法核心是筛选出具有高活性的合成酶,但成本高[5-7]。发酵法是微生物利用廉价的原料生产积累高浓度的GSH,然后分离纯化,成本低、纯度高、无污染,是目前生产GSH的主要方法[8]。……