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耐氧突变株Aeroto-Niu-O16抗氧化保护膜成分提取与单糖组分分析

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河北农业大学学报 2018年第3期41卷 77-83页

作者：贾扬赵亮杰赵晓佳贾璠王秀伶河北农业大学生命科学学院河北保定071001

菌株Lactobacillus ***-O16是分自牛瘤胃胃液的革兰氏阳性严格厌氧细菌,该菌株在严格厌氧条件下能将底物黄豆苷原和染料木素分别还原为二氢黄豆苷原和二氢染料木素。经长期耐氧驯化,得到菌株NiuO16的耐氧突变株Aeroto-Niu-O16,该耐氧突... 详细信息

菌株Lactobacillus ***-O16是分自牛瘤胃胃液的革兰氏阳性严格厌氧细菌,该菌株在严格厌氧条件下能将底物黄豆苷原和染料木素分别还原为二氢黄豆苷原和二氢染料木素。经长期耐氧驯化,得到菌株NiuO16的耐氧突变株Aeroto-Niu-O16,该耐氧突变株在有氧条件下生长时,会在菌体外壁形成一层以多糖为主要成分的抗氧化保护膜结构。本研究利用正交试验探讨提取时间、提取温度和加酶量等因素对多糖提取效率的影响。结果表明,添加纤维素酶可有效提取保护膜多糖成分,适宜条件下提取的多糖浓度为44.8μg/mL。通过PMP柱前衍生高效液相色谱法进行单糖组分分析。结果表明,耐氧突变株Aeroto-Niu-O16保护膜多糖主要由葡萄糖和半乳糖组成,摩尔比为葡萄糖∶半乳糖=1.02∶1。

关键词：大豆异黄酮微生物生物转化耐氧突变株单糖组成

5-羟基-雌马酚产生菌的分离、耐氧驯化及耐氧机制研究

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5-羟基-雌马酚产生菌的分离、耐氧驯化及耐氧机制研究

作者：谢雁景河北农业大学

学位级别：硕士

大豆异黄酮(Soy isoflavones)是大豆等豆科植物在其生长过程中生成的一类次生代谢产物,其中染料木素和黄豆苷原为大豆异黄酮的主要成分。大豆异黄酮化学结构与雌激素相似,能够与雌激素受体结合,因此被称为植物雌激素。大豆异黄酮具有抗... 详细信息

大豆异黄酮(Soy isoflavones)是大豆等豆科植物在其生长过程中生成的一类次生代谢产物,其中染料木素和黄豆苷原为大豆异黄酮的主要成分。大豆异黄酮化学结构与雌激素相似,能够与雌激素受体结合,因此被称为植物雌激素。大豆异黄酮具有抗癌、抗骨质疏松,治疗心血管疾病等多种生理功能。然而,目前大量研究证实,被摄入机体的大豆异黄酮可被寄居在胃肠道的微生物菌群降解为二氢黄豆苷原、四氢黄豆苷原、二氢染料木素、去氧甲基安哥拉紫檀素、雌马酚和4-乙基苯酚等不同代谢产物。本研究从公鸡新鲜粪样中分离得到一株能在厌氧条件下对染料木素有转化作用的短杆状严格厌氧细菌菌株AUH-JLC257。经16S r DNA序列分析,菌株AUH-JLC257与斯奈克氏菌Slackia equolifaciens DZE相似性为99.27%。利用紫外吸收光谱、ESI质谱以及核磁共振氢谱和碳谱等,将菌株AUH-JLC257代谢底物染料木素后生成的产物鉴定为5-羟基-雌马酚。通过手性高效液相色谱检测发现5-羟基-雌马酚只有一个物质峰,表明其对映体过量率为100%;通过旋光性测定发现,生成的5-羟基-雌马酚为左旋-5-羟基-雌马酚。通过对菌株转化能力测定,发现菌株AUH-JLC257能高效转化底物染料木素的最大浓度为0.6 mmol/L,平均转化率为83.05%。菌株AUH-JLC257除对染料木素具有转化能力外,还能将底物黄豆苷原转化为雌马酚。为提高菌株AUH-JLC257的耐氧能力,对其进行长期耐氧驯化尝试,最终获得一株在有氧条件下生长的耐氧突变株Aeroto-AUH-JLC2H-257。通过对比研究发现,与原出发菌株AUH-JLC257相比,耐氧突变株Aeroto-AUH-JLC2H-257在很多方面发生了改变。在菌体形态上,耐氧突变株Aeroto-AUH-JLC2H-257由原来的小短杆变为长丝;在生理生化特性上,耐氧突变株Aeroto-AUH-JLC2H-257增加了对葡萄糖、乳糖、蔗糖、麦芽糖、柳醇、纤维二糖、甘露糖、棉籽糖、海藻糖和七叶灵的利用能力。通过高效液相检测发现,耐氧突变株Aeroto-AUH-JLC2H-257在有氧条件下不能将底物染料木素和黄豆苷原转化为5-羟基-雌马酚和雌马酚,但可以将底物染料木素和黄豆苷原分别还原为二氢染料木素(DHG)和二氢黄豆苷原(DHD)。其中DHG和DHD分别为5-羟基-雌马酚和雌马酚生物合成的前体。此外,通过转化动态研究发现,在有空气氧的条件下,耐氧突变株Aeroto-AUH-JLC2H-257转化底物染料木素或黄豆苷原时,产物DHG和DHD均发生了回转现象,添加还原剂回转现象消失。另外,通过向培养基中添加还原剂可显著提高耐氧突变株的有氧转化能力。当向培养基中添加0.1%的抗坏血酸时,耐氧突变株Aeroto-AUH-JLC2H-257可转化染料木素和黄豆苷原的最大浓度分别为1.6 mmol/L和0.6 mmol/L,平均转化率分别为79.37%和82.67%。通过耐氧机制研究发现,耐氧突变株Aeroto-AUH-JLC2H-257耐受氧气的机制包括:通过产生NO气体和形成NADH氧化酶-NADH过氧化物酶体系主动耗氧,通过产生H外排氧气以及通过形成抗氧化“保护膜”结构防氧等。

关键词：染料木素黄豆苷原 5-羟基-雌马酚微生物生物转化耐氧驯化耐氧机制

牛瘤胃耐氧细菌菌株Aeroto-Niu-O16对中药甘草主要活性成分甘草素的开环转化

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牛瘤胃耐氧细菌菌株Aeroto-Niu-O16对中药甘草主要活性成分甘草素...

作者：王铭河北农业大学

学位级别：硕士

中药甘草是传统中医广泛使用的中药之一,甘草黄酮是甘草的主要活性成分。甘草素（liquiritigenin）属二氢黄酮类,是甘草黄酮类的主要组成成分之一。自然界中主要以结合型糖苷（即甘草苷）存在,甘草苷在甘草中含量高达3%。以往研究结果表... 详细信息

中药甘草是传统中医广泛使用的中药之一,甘草黄酮是甘草的主要活性成分。甘草素（liquiritigenin）属二氢黄酮类,是甘草黄酮类的主要组成成分之一。自然界中主要以结合型糖苷（即甘草苷）存在,甘草苷在甘草中含量高达3%。以往研究结果表明,中药甘草在人或小鼠动物肠道微生物菌群作用下可被转化为甘草次酸、达维荚蒾苷元（davidigenin）等不同代谢产物。其中代谢产物达维荚蒾苷元被报道具有抗肺纤维化、治疗糖尿病和较强的止痉挛等不同于甘草素的药理活性,然而,迄今人们并未从中药甘草中检测到达维荚蒾苷元成分。菌株Aeroto-Niu-O16是经耐氧驯化后能在有氧条件下将大豆异黄酮黄豆苷原和染料木素分别加氢还原为二氢黄豆苷原和二氢染料木素的耐氧细菌菌株。通过本研究发现,该菌株在有空气氧条件下能将中药甘草主要活性成分甘草素进行开环转化。中药甘草的乙醇粗提物直接酸水解即得底物甘草素。根据产物的最大紫外吸收图谱、质谱以及核磁共振氢谱和碳谱等测定结果,将菌株转化甘草素所生成的产物鉴定为达维荚蒾苷元。菌株Aeroto-Niu-O16对底物甘草素的最大转化浓度为0.8 mmol/L,平均转化率为71.7%;当向培养基中添加0.1%（m/v）的L-半胱氨酸或硫代硫酸钠时,底物甘草素的平均转化率可由原来的71.7%分别提高到78.3%和77.2%。当浓度在0.4 mmol/L到1.6 mmol/L范围内时,相同浓度下的产物达维荚蒾苷元对二苯代苦味酰基自由基（DPPH）的体外清除能力均极显著高于底物甘草素。利用微生物生物转化法将甘草素转化为具有更高更广生理活性的达维荚蒾苷元尚属国内外首次报道。

关键词：甘草素达维荚蒾苷元耐氧细菌微生物生物转化

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右旋磷霉素的生物转化

右旋磷霉素的生物转化

作者：胡芳欣沈阳药科大学

学位级别：硕士

右旋磷霉素FOM(+)为磷霉素生产中产生的无生物活性物质。磷霉素生产目前主要采用化学合成法,生产收率不到20%,主要原因是在环氧化过程中形成的是消旋体,50%无疗效的左旋对映体即右旋磷霉素,作为废弃物被排放掉,导致生产成本难以下降以... 详细信息

右旋磷霉素FOM(+)为磷霉素生产中产生的无生物活性物质。磷霉素生产目前主要采用化学合成法,生产收率不到20%,主要原因是在环氧化过程中形成的是消旋体,50%无疗效的左旋对映体即右旋磷霉素,作为废弃物被排放掉,导致生产成本难以下降以及资源浪费和环境污染等问题。从结构上看,右旋磷霉素具有高稳定的碳磷共价键,使转化具有一定难度。生物转化法因具有高度选择性,可顺利完成一般化学方法难以实现的反应,反应条件温和,工艺简单,成本较低,产物浓度高,转化率及生产效率高,副产物少等优势。为了更好的利用大量无活性的右旋磷霉素,提高资源的利用率,变废为宝,本论文以东北制药总厂FOM分厂厂区内的土壤样品为筛选基础,通过以右旋磷霉素为唯一碳源模型对40份土壤样品和85株供试菌株进行筛选,得到微生物转化右旋磷霉素的待选菌种47株,进一步对右旋磷霉素进行微生物生物转化,结合转化产物的生物活性筛选模型,建立了有潜在应用价值的微生物转化体系,得到3株抗大肠杆菌的FOM(+)转化菌株,分别是FM77、FM94、DYF2-1;杀卤虫活性筛选得到7株活性菌株,其中FM94发酵转化液活性最高并且较为稳定。首次发现和报道了三株FOM(+)转化真菌FM94、FM130、LF061,经形态学和ITS序列系统发育树方法,分别鉴定为Gibberella fujikuroi, Fusarium solani, Fusarium proliferatum。其中以菌株FM94为代表,研究了其生物转化右旋磷霉素的发酵条件和转化产物的基本特性。结果表明该菌株在以右旋磷霉素为唯一碳源,初始pH为3.5,转化培养第4天时转化产物杀卤虫活性最高。并用乙酸乙酯萃取转化产物,得到的杀虫转化产物产量达到5.28g·L-1,经HPLC检测,为较单一组分,其研究结果为进一步研究开发提供了科学依据。

关键词：右旋磷霉素微生物生物转化筛选杀虫活性

大豆异黄酮还原转化菌株耐氧突变株抗氧化保护膜提取及组分分析

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大豆异黄酮还原转化菌株耐氧突变株抗氧化保护膜提取及组分分析

作者：贾扬河北农业大学

学位级别：硕士

菌株Lactobacillus ***-O16是分自牛瘤胃胃液的革兰氏阳性严格厌氧细菌,该菌株在严格厌氧条件下能将底物黄豆苷原和染料木素分别还原为二氢黄豆苷原和二氢染料木素。经长期耐氧驯化,得到菌株Niu-O16的耐氧突变株Aeroto-Niu-O16,该耐氧... 详细信息

菌株Lactobacillus ***-O16是分自牛瘤胃胃液的革兰氏阳性严格厌氧细菌,该菌株在严格厌氧条件下能将底物黄豆苷原和染料木素分别还原为二氢黄豆苷原和二氢染料木素。经长期耐氧驯化,得到菌株Niu-O16的耐氧突变株Aeroto-Niu-O16,该耐氧突变株在有氧条件下生长时,会在菌体外壁形成一层以纤维素多糖为主要成分的抗氧化保护膜结构。本研究拟探讨耐氧突变株Aeroto-Niu-O16保护膜多糖提取方法,分析保护膜多糖中的单糖种类及比例,为进一步研究耐氧突变株保护膜形成机制奠定基础。通过正交试验确定耐氧突变株Aeroto-Niu-O16保护膜多糖适宜提取方法,对得到的样品分别用苯酚硫酸法、考马斯亮蓝法、间苯二酚法测定其总糖、蛋白、酮糖的含量,利用PMP柱前衍生高效液相色谱法进行单糖组分分析,并测定了胞外多糖DPPH、超氧阴离子和羟自由基的体外清除能力。结果如下:(1)添加纤维素酶可以有效提取胞外多糖保护膜成分。单因素试验表明,最适提取温度为50?C;当纤维酶酶浓度为10 mg/mL时,酶用量为5～20?L时,提取得到的总糖浓度随酶用量增加而增加,酶用量超过20?L后,提取得到的多糖总糖浓度不再增加;将提取时间从0.5 h延长到1.5 h后,提取得到的总糖浓度显著提高,但是继续延长提取时间,提取得到的总糖浓度无显著变化。通过正交试验极差分析可知三种因素对试验影响大小顺序为:提取温度>酶用量>提取时间;确定的最适提取条件为:提取温度50?C、酶用量20?L、提取时间2 h,在最佳条件下提取得到的多糖浓度为44.8?g/mL。(2)对提取得到的多糖样品进行组分分析。通过考马斯亮蓝法测定,发现多糖样品中含有7.6%的蛋白组分;样品的间苯二酚法鉴别试验为阳性,表明组分中含有酮糖,含量为9.4%。绘制高效液相色谱峰面积与单糖-PMP衍生产物浓度的标准曲线,对棉籽三糖进行了酸水解和PMP柱前衍生,利用高效液相色谱测定棉籽三糖单糖组分及比例,通过计算,发现测的单糖组分种类及比例与棉籽三糖实际结构完全相符,表明由本研究建立的酸水解、PMP柱前衍生和高效液相检测方法可行。对提取得到的耐氧突变株保护膜多糖样品进行酸水解,PMP柱前衍生后进行高效液相色谱检测,结果表明,耐氧突变株保护膜多糖主要由葡萄糖和半乳糖组成,摩尔比为葡萄糖:半乳糖=1.02:1。(3)对提取得到的多糖样品进行抗氧化活性分析。研究结果表明,提取得到的保护膜多糖具有清除DPPH自由基、羟基自由基和超氧阴离子自由基能力,其中浓度为3 mg/mL的多糖样品对DPPH自由基和羟基自由基的清除率分别为62.8%和43.9%,浓度为4 mg/mL的多糖样品对超氧阴离子的清除率为32.6%。

关键词：大豆异黄酮微生物生物转化耐氧突变株保护膜单糖组成

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膳食中的植物雌激素、肠道菌群与人类健康

世界华人消化杂志 2016年第35期24卷 4660-4676页

作者：王秀伶王烨河北农业大学生命科学学院河北省保定市071001

随着年龄增长,人体分泌的雌激素的量会逐渐降低.人体雌激素水平不足,可引发心血管、骨质疏松以及更年期综合征等多种疾病.事实上,植物体内也广泛分布着雌激素成分.由于植物中的天然雌激素含量较低选择含有天然雌激素的膳食不仅可使体内... 详细信息

随着年龄增长,人体分泌的雌激素的量会逐渐降低.人体雌激素水平不足,可引发心血管、骨质疏松以及更年期综合征等多种疾病.事实上,植物体内也广泛分布着雌激素成分.由于植物中的天然雌激素含量较低选择含有天然雌激素的膳食不仅可使体内雌激素得到源源不断的微量补充,同时又不会给机体健康带来影响或损伤.摄入机体的膳食中的植物雌激素还可被肠道菌群转化为活性更高的雌激素成分.本文对膳食中的植物雌激素种类与资源分布、体内代谢以及代谢产物的种类和生理功能等进行综述旨在为植物雌激素微生物转化产物的研究和利用提供参考.

关键词：植物雌激素肠道菌群微生物生物转化生物活性健康