微量疏水基修饰硅胶吸附磷脂催化合成磷脂酰丝氨酸的研究
发布时间：2021-07-23 06:07
磷脂酰丝氨酸（Phosphatidylserine,PS）作为一种天然稀有磷脂被广泛应用于医疗与食品保健方面。其制备常以磷脂酶D（Phospholipase D,PLD）在水-有机相反应体系中进行生物催化得到;而有机溶剂的大量使用,使产品的安全性无法得到保障。因此,构建纯水介质体系进行稀有磷脂的制备具有较高的应用价值也十分必要。本文即两种方式构建了纯水介质体系以PLD进行催化合成PS。首先,以不同硅烷偶联剂对硅胶进行修饰化得到功能化载体,以载体表面的硅烷偶联剂为“锚”点,实现在纯水介质中直接对磷脂酰胆碱（Phosphatidylcholine,PC）进行吸附。对PC吸附过程进行了系统的研究,建立了吸附动力学模型,求解相关参数。以负载PC后的硅胶载体为底物,在水相中进行磷脂酰基转移反应,成功合成磷脂酰丝氨酸,载体表面不仅能够达到分散底物磷脂的作用,同时还是酶促反应的相界面。反应结束后采用椰子油为洗脱剂将得到的产物进行洗脱分离并制备成微胶囊产品,完成了由原料到产品的生产工艺过程。在此反应体系的基础上,为避免生物酶催化剂的生产消耗,降低生产成本,提高生产效率,本论文又提出一种全新的磷脂酰基转...
【文章来源】：西北大学陕西省 211工程院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
磷脂的结构通式Fig.1-1Structuralformulaofphospholipid
有改善大脑功能、修复大脑损伤、提高人体免疫力和记忆力的功能，被称为“脑黄金”[7-8]。虽然PS在自然界广泛存在，但是含量稀少，在动物体中主要存在于动物的脑和肝脏当中，由于动物携带病菌和难以实现工业化等原因使得产品的安全性和需求量得不到保障；虽然在植物中尤其是大豆中磷脂的含量较高，但是其中主要的成份是PC，占到了29.1-39.0%，相较而言，PS的含量只有5.0%左右，而且分离纯化困难，成本也比较高昂[9]。所以，目前PS的合成主要通过酶促法来进行生产的，这一方法主要的优点是效率高、条件温和以及选择性专一。图1-2PS的结构通式Fig.1-2ThestructureofPS1.1.2磷脂酰丝氨酸的用途近年来，随着科研人员的攻坚克难以及科学技术的推进，PS已被广泛应用于医疗与食品保健方面，有研究已经证明PS对于修复大脑损伤以及治疗阿尔兹海默症（老年痴呆）等方面具有显著的疗效，从而成为了研究的热门方向。PS的具体应用及功效有一下几点：（1）补充大脑营养，提高记忆力；PS在脑神经细胞膜当中的含量较高，其存在可以提高细胞膜的流动性，增加神经递质胆碱的释放，提高酶活，从而提高记忆力，保障大脑活力[10]。（2）治疗抑郁障碍；PS可以参与调节控制情绪的神经递质激素如去甲肾上腺素等神经递质的传递，使易怒、暴躁、焦虑的情绪得到一定的缓解[11]。（3）缓解压力和身体疲劳；PS能有效的降低处于紧张状态人体内过量的应激激素含量，减轻压力，缓解大脑和人体疲劳状态[12]。（4）治疗阿尔兹海默症；医1.1磷脂酰丝氨酸
西北大学硕士学位论文4争反应生成PA。其反应原理如图1-3所示。PLD酶现已广泛应用于稀有磷脂的生产与研究。Mao等以DHA-PC为底物，利用PLD在双液相反应体系下催化合成了DHA-PS，转化率高达100%[26]。LiBinglin等通过吸附聚集交联固定化法对PLD进行固定，酶活达15872U/gprotein，在低温条件下保存70天后酶活依然达8000U/gprotein，且循环利用13次后仍保持了较高的活性，有效的提高了酶利用率[27]。酶催化法具有简单、可控、高效、反应条件温和、环保、产品安全等特点，是目前PS制备的最主要手段[6]。由于磷脂的亲水性和亲油性特点以及PLD的催化特性，目前磷脂的转移磷脂酰基反应多利用水相-有机相（如氯仿、丙酮、乙醚等）两相反应体系。作为食品添加成分与医疗保健品，有毒有害试剂的残留极大的影响了该方法生产的PS，因此对PLD转移磷脂酰基反应体系的研究成为的当前热门的方向。图1-3磷脂酶D催化合成PSFig.1-3PSsynthesiscatalyzedbyphospholipaseD1.2磷脂酶D催化磷脂酰基转移反应体系磷脂酶D属于水溶性酶，这一特征使其催化反应需要水存在下才能保持催化活力。针对该特异性，研究人员提出了不同的反应体系来提高PLD的催化活力。目前，磷脂酰基转移反应体系主要分为以下几类：1.液液双相反应体系；2.低毒性介质反应体系；3.固定化酶反应体系；4.纯水介质反应体系[28-30]。1.2.1液液双相反应体系由于磷脂酰胆碱（PC）的两亲性，其在水相当中几乎不溶，而易溶于如乙醚、氯仿等疏水性有机溶剂，第二底物L-丝氨酸易溶于水，而且PLD需要必须水来保持其结构稳定性才能具有催化活力，因此，磷脂酰基转移反应多在水相-有机相两相反应体系中进行。该体系合成PS工艺简单，操作方便，反应结束生成的PS与PA及剩
本文编号：3298757
【文章来源】：西北大学陕西省 211工程院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
磷脂的结构通式Fig.1-1Structuralformulaofphospholipid
有改善大脑功能、修复大脑损伤、提高人体免疫力和记忆力的功能，被称为“脑黄金”[7-8]。虽然PS在自然界广泛存在，但是含量稀少，在动物体中主要存在于动物的脑和肝脏当中，由于动物携带病菌和难以实现工业化等原因使得产品的安全性和需求量得不到保障；虽然在植物中尤其是大豆中磷脂的含量较高，但是其中主要的成份是PC，占到了29.1-39.0%，相较而言，PS的含量只有5.0%左右，而且分离纯化困难，成本也比较高昂[9]。所以，目前PS的合成主要通过酶促法来进行生产的，这一方法主要的优点是效率高、条件温和以及选择性专一。图1-2PS的结构通式Fig.1-2ThestructureofPS1.1.2磷脂酰丝氨酸的用途近年来，随着科研人员的攻坚克难以及科学技术的推进，PS已被广泛应用于医疗与食品保健方面，有研究已经证明PS对于修复大脑损伤以及治疗阿尔兹海默症（老年痴呆）等方面具有显著的疗效，从而成为了研究的热门方向。PS的具体应用及功效有一下几点：（1）补充大脑营养，提高记忆力；PS在脑神经细胞膜当中的含量较高，其存在可以提高细胞膜的流动性，增加神经递质胆碱的释放，提高酶活，从而提高记忆力，保障大脑活力[10]。（2）治疗抑郁障碍；PS可以参与调节控制情绪的神经递质激素如去甲肾上腺素等神经递质的传递，使易怒、暴躁、焦虑的情绪得到一定的缓解[11]。（3）缓解压力和身体疲劳；PS能有效的降低处于紧张状态人体内过量的应激激素含量，减轻压力，缓解大脑和人体疲劳状态[12]。（4）治疗阿尔兹海默症；医1.1磷脂酰丝氨酸
西北大学硕士学位论文4争反应生成PA。其反应原理如图1-3所示。PLD酶现已广泛应用于稀有磷脂的生产与研究。Mao等以DHA-PC为底物，利用PLD在双液相反应体系下催化合成了DHA-PS，转化率高达100%[26]。LiBinglin等通过吸附聚集交联固定化法对PLD进行固定，酶活达15872U/gprotein，在低温条件下保存70天后酶活依然达8000U/gprotein，且循环利用13次后仍保持了较高的活性，有效的提高了酶利用率[27]。酶催化法具有简单、可控、高效、反应条件温和、环保、产品安全等特点，是目前PS制备的最主要手段[6]。由于磷脂的亲水性和亲油性特点以及PLD的催化特性，目前磷脂的转移磷脂酰基反应多利用水相-有机相（如氯仿、丙酮、乙醚等）两相反应体系。作为食品添加成分与医疗保健品，有毒有害试剂的残留极大的影响了该方法生产的PS，因此对PLD转移磷脂酰基反应体系的研究成为的当前热门的方向。图1-3磷脂酶D催化合成PSFig.1-3PSsynthesiscatalyzedbyphospholipaseD1.2磷脂酶D催化磷脂酰基转移反应体系磷脂酶D属于水溶性酶，这一特征使其催化反应需要水存在下才能保持催化活力。针对该特异性，研究人员提出了不同的反应体系来提高PLD的催化活力。目前，磷脂酰基转移反应体系主要分为以下几类：1.液液双相反应体系；2.低毒性介质反应体系；3.固定化酶反应体系；4.纯水介质反应体系[28-30]。1.2.1液液双相反应体系由于磷脂酰胆碱（PC）的两亲性，其在水相当中几乎不溶，而易溶于如乙醚、氯仿等疏水性有机溶剂，第二底物L-丝氨酸易溶于水，而且PLD需要必须水来保持其结构稳定性才能具有催化活力，因此，磷脂酰基转移反应多在水相-有机相两相反应体系中进行。该体系合成PS工艺简单，操作方便，反应结束生成的PS与PA及剩
本文编号：3298757
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