随着大型褐藻生产燃料乙醇以及褐藻寡糖重大药用价值的发现,褐藻胶裂解酶成为国内外多个领域的研究重点.文中对解藻酸弧菌上与褐藻胶降解相关的5个基因分别进行克隆表达,通过SDS-PAGE和酶活性定量测定,发现该基因簇中的4个基因有降解褐藻胶活性.对酶活最高的rAlgV3进行了诱导条件的优化、酶蛋白纯化及酶性质研究,发现优化诱导条件后重组酶rAlgV3的酶活由2.34x 104 U/L上升为1.68× 105 U/L,比优化前提高了7.3倍;对酶性质进行表征发现该酶在4-70℃均有活性,最适反应温度为40℃,在4-20℃酶相对稳定;该酶在pH 6.5-9.0环境下均有较高的酶活,最适pH为8.0;pH稳定性好,在pH 4.5-9.5环境下可以稳定存在;适量的NaC1浓度和Fe2+、Fe3+等离子具有促进酶活的作用,SDS和Cu2+离子可明显抑制酶活力.对该酶的底物特性的研究发现,该酶不仅可以降解褐藻胶中的Poly-M片段,也能降解Poly-G片段,具有广泛底物特性;其降解海藻酸钠主要释放二糖和三糖,是一种内切酶.该酶对于第三代燃料乙醇的发展及褐藻寡糖的生产具有重要作用.

[目的]筛选一株能降解褐藻胶的菌株,并优化产酶条件以提高褐藻胶裂解酶活力.[方法]从漳州海域采集到海水和海泥,以海藻酸钠为唯一碳源,通过富集培养、初筛、复筛筛选到一株能够降解褐藻胶的菌株.依据16S rRNA序列分析、生理生化特征、菌体形态及菌落特征对该菌进行鉴定.通过单因素和正交试验对该菌的产酶条件进行优化.[结果]该菌属于海科贝特氏菌,命名为Cobetia marinaHQZ08.该菌株最佳的产酶培养基组成为:海藻酸钠7.00 g/L、蛋白胨3.00 g/L、NaCl 30.00 g/L,K2HPO4·3H2O 1.25 g/L.最佳发酵条件为:接种量2％,接种龄12h,培养基起始pH为7.0,培养温度25℃,培养时间24 h.优化后褐藻胶裂解酶活力达到68.5 U/mL,TLC法分析酶解产物为褐藻胶寡糖.[结论]HQZ08菌株可以用于降解褐藻胶,产生聚合度为2-6的褐藻胶寡糖.

褐藻胶是广泛存在于褐藻中的一类多糖, 降解为褐藻寡糖后能表现出更多的生物活性.从海洋样品中筛选出产褐藻胶裂解酶芽胞细菌16株, 基于形态、生理生化特征和16S r DNA系统发育分析初步鉴定菌株HB12274为解淀粉芽胞杆菌植物亚种 (Bacillus amyloliquefaciens subsp.plantarum) .TLC结果显示, 海藻酸钠经粗酶液降解形成2～7聚合度的褐藻寡糖和单糖, 菌株与马尾藻叶片共培养时能明显降解叶状体结构.为褐藻胶裂解酶的生产和工业应用提供了新的菌株来源.

目的 探讨褐藻胶寡糖(AOS)对D-半乳糖诱导C57BL/6J小鼠白内障的影响及其机制.方法 将45只雄性C57BL/6J小鼠随机分为对照组(A组)、D-半乳糖组(B组)、D-半乳糖+A O S低剂量组(C组)、D-半乳糖+AOS中剂量组(D组)和D-半乳糖+AOS高剂量组(E组),每组9只.A组小鼠注射无菌注射用水(5 mL·kg-1·d-1)8周,其余各组小鼠注射D-半乳糖(200 mg·kg-1·d-1)8周;并于第5周开始,A、B两组小鼠给予蒸馏水10 mL/(kg·d)灌胃处理4周,C、D、E组小鼠分别给予AOS 50、100、150 mg·kg-1·d-1灌胃处理4周.实验结束后摘除小鼠眼球,解剖显微镜下分离晶状体,评定各组小鼠晶状体混浊度得分,苏木精-伊红(HE)染色观察各组小鼠晶状体组织病理学改变,Western blot检测各组小鼠凋亡相关蛋白Bax、Bcl-xl和caspase-3表达.结果 与对照组比较,D-半乳糖组晶状体混浊度评分明显升高,差异有统计学意义(F=4.347,P<0.05);与D-半乳糖组相比,AOS干预各组晶状体混浊度评分明显降低,并且呈浓度依赖性降低,差异有统计学意义(P<0.05).HE染色结果 显示,对照组小鼠晶状体上皮细胞单层排列,整齐有序;D-半乳糖组晶状体上皮细胞稍肿胀,细胞大小及排列不均匀;AOS 150 mg·kg-1·d-1灌胃处理显著改善了晶状体上皮细胞的形态结构及排列紊乱.Western blot结果 显示,与对照组相比较,D-半乳糖组小鼠晶状体Bcl-xl蛋白表达明显减少,Bax、caspase-3蛋白表达明显增加,差异有统计学意义(F=6.62～9.16,P<0.05);与D-半乳糖组相比,AOS干预各组小鼠晶状体Bcl-xl蛋白表达明显增加,Bax、caspase-3蛋白表达明显减少,差异有统计学意义(P<0.05);不同浓度AOS干预组小鼠晶状体Bcl-xl蛋白表达呈浓度依赖性增加,E组与C组比较差异有统计学意义(P<0.05);不同浓度AOS干预组小鼠晶状体Bax、caspase-3蛋白表达呈浓度依赖性减少,E组与C、D组差异有统计学意义(P<0.05).结论 AOS 可以延缓 D-半乳糖诱导C57BL/6J 小鼠白内障的发生,其机制可能与抑制晶状体细胞凋亡有关.

目的 探讨褐藻胶寡糖(AOS)对D-半乳糖(D-gal)诱导的衰老小鼠骨质疏松的作用及其可能的机制.方法 将45只8周龄雄性C57BL/6J小鼠随机分为对照组(Control组)、模型组(D-gal组)、D-gal+AOS低剂量组(D-gal+AOS-L组)、D-gal+AOS中剂量组(D-gal+AOS-M组)和D-gal+AOS高剂量组(D-gal+AOS-H组).除Control组外,其余组小鼠颈背部注射D-gal 8周建立小鼠骨质疏松模型.D-gal+AOS-L、D-gal+AOS-M和D-gal+AOS-H组从第5周开始分别给予50、100、150 mg/(kg·d)的AOS灌胃4周,Control组和D-gal组给予蒸馏水灌胃.药物干预完成后,应用骨密度仪测量各组小鼠股骨骨密度,采用Western Blot检测小鼠股骨组织中衰老相关蛋白P16及氧化应激相关蛋白P67 phox的表达,RT-PCR检测氧化应激相关基因p47 phox和gp91 phox mRNA的表达及破骨细胞活化相关基因核因子κB受体活化因子配体(RANKL)mRNA的表达.结果 D-gal组小鼠骨密度较Control组降低,AOS干预各组小鼠骨密度较D-gal组均增加,差异有统计学意义(F=46.853,P<0.05).D-gal组小鼠股骨组织中P16和P67 phox蛋白表达较Control组增加,AOS干预各组P16和P67 phox蛋白表达较D-gal组降低,差异均有统计学意义(F=50.862、156.943,P<0.05).D-gal组小鼠股骨组织中p47 phox、gp91 phox和RANKL mRNA相对表达量较Control组增加,AOS干预各组小鼠p47 phox、gp91 phox和RANKL mRNA相对表达量较D-gal组均降低,差异有统计学意义(F=17.373～112.311,P<0.05).结论 AOS对D-gal诱导的小鼠骨质疏松具有保护作用,其机制可能与氧化应激和破骨细胞活化的抑制有关.

褐藻胶裂解酶是制备生物活性寡糖的重要功能酶,在食品、农业、工业等行业中具有重要应用价值.本研究以交替单胞菌属新种HB161718为出发菌株,在单因素实验基础上,通过Box-Behnken设计及响应面法优化获得该菌的最佳产酶培养基:海藻酸钠7.23 g/L,蛋白胨7g/L,NaCl 23.11 g/L,K2-HPO4 0.1 g/L,MgSO40.1 g/L,优化条件下酶活力为(54.28±3.47) U/mL,达到优化前的1.59倍.为进一步提高酶活性,通过分子生物学方法实现了褐藻胶裂解酶alg2951在大肠杆菌中的外源表达,纯化后的酶活性为636 U/mL,达到原始菌株酶活的18.6倍.本研究为褐藻胶裂解酶的工业生产提供了新的来源.

褐藻胶是由βD甘露糖醛酸及其C5差向异构体αL古罗糖醛酸所组成的酸性多糖.褐藻胶裂解酶是多糖裂解酶的一种,可以将褐藻胶降解成寡糖或者单糖.近年来随着结构生物学的发展,越来越多褐藻胶裂解酶的结构及催化机制得到解析.本文中,笔者介绍了不同家族褐藻胶裂解酶结构以及催化机制的研究进展.根据酶序列来分,褐藻胶裂解酶分属到多糖裂解酶的7个家族;从结构上来看,褐藻胶裂解酶通常采取3种结构:β果冻卷、(α/α)n桶状结构和β螺旋结构.褐藻胶裂解酶通过β消除的方式来降解褐藻胶,根据催化过程中有无金属离子的辅助,褐藻胶裂解酶的催化机制又可进一步分为His(Tyr)/Tyr型β消除和金属离子辅助的β消除.本文可以为褐藻胶裂解酶的应用提供一定的理论依据.

褐藻胶寡糖(alginate oligosaccharide,AOS)是褐藻胶降解而产生的1种功能性寡糖,大小在2～25个糖单元不等,其水溶性强,稳定性高,而且具有免疫调节、抗肿瘤、抑菌、降血压、肠道菌群调节等多种生物学活性,在药物研发、保健食品功能开发和农业应用等领域具有广泛的应用前景.本文主要综述了褐藻胶寡糖在医药、保健食品等领域的生物活性和应用.

褐藻寡糖(alginate oligosaccharides,AOS)是褐藻胶的降解产物,具有抗氧化、调节免疫、调节血脂、促进细胞生长等生理活性,应用范围广泛.现有的AOS制备法主要分为物理法、化学法和生物法.介绍AOS的生物法制备包括酶解、微生物全细胞发酵和生物合成法,基因工程的应用在改造产褐藻胶裂解酶的菌株以提高生物法效率方面具有重要意义.此外,规模化的AOS生物法制备案例进行了科学引证,并展望了未来AOS规模化制备的发展方向,以期为AOS的工业化制备和应用提供参考.

目的 探讨褐藻胶寡糖(AOS)对白内障大鼠晶状体氧化损伤的保护作用,并分析其可能机制.方法 选择4周龄无特定病原体级SD雌性大鼠40只,取30只大鼠建立白内障模型,剩余10只大鼠给予常规饲料喂养.采用D-半乳糖诱导白内障大鼠模型.取建模成功的白内障模型大鼠24只,根据随机数字表法分为3组,分别为模型对照组、阳性对照组和AOS组,每组各8只.取同期正常饲料喂养的大鼠作为正常对照组,给予100 mg/kg 0.9％氯化钠溶液灌胃,模型对照组给予100 mg/kg 0.9％氯化钠溶液灌胃,阳性对照组给予30 mg/kg复明胶囊悬浊液灌胃,AOS组给予100 mg/kgAOS灌胃,每日1次,均连续治疗30 d后.在裂隙灯下观察大鼠晶状体组织浑浊程度并进行分级,然后计算完全浑浊率;分别检测大鼠血清和晶状体中氧化应激指标丙二醛(MDA)和一氧化氮(NO)含量以及总超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性;蛋白质印迹法检测大鼠晶状体中凋亡相关蛋白活化的含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶-3(cleaved-Caspase-3)、Bcl-2和Bax的相对表达量.结果 与正常组相比,模型对照组、阳性对照组和AOS组大鼠晶状体完全浑浊率、氧化指标MDA和NO含量以及凋亡指标cleaved-Caspase-3和Bax相对表达量均显著增加,而抗氧化指标SOD和GSH-Px活性和抗凋亡指标Bcl-2相对表达量均显著降低,差异均有统计学意义(P<0.05),与模型对照组相比,阳性对照组和AOS组大鼠晶状体完全浑浊率、氧化指标MDA和NO含量以及凋亡指标cleaved-Caspase-3和Bax相对表达量均显著降低,而抗氧化指标SOD和GSH-Px活性和抗凋亡指标Bcl-2相对表达量均显著增加,差异均有统计学意义(P<0.05),而与阳性对照组相比,AOS组以上指标差异均无统计学意义(P>0.05).结论 AOS干预后,白内障大晶状体浑浊程度显著改善,其机制可能与改善大鼠氧化应激反应水平,并提升大鼠抗氧化、抗凋亡能力有相关,因此对白内障引起的晶状体氧化损伤具有保护作用,但其与常规药物相比是否具有优势仍需进一步研究.