白芸豆中α-淀粉酶抑制剂糖蛋白的提取纯化、组成结构及生物活性研究

论文摘要

本文采用现代分离纯化技术从白芸豆中分离提取得到单一组分的α-淀粉酶抑制剂（α-AI）糖蛋白,对其生物学性质、超滤提取工艺、生物降糖、降脂活性及结构与功能之间的构效关系进行了系统的研究。采用柱色谱分离技术从白芸豆中分离得到单一组分的α-AI,其为相对分子量为36000 Da的糖蛋白,对猪胰α-淀粉酶具有较高的抑制活性,抑制类型呈非竞争性抑制。白芸豆α-AI糖蛋白对温度、pH具有较高的稳定性。白芸豆α-AI糖蛋白中蛋白质含量占88.2%,蛋白质中含有17种常见氨基酸,其中天冬氨酸、谷氨酸、丝氨酸和苏氨酸占有较高的比例;糖链中单糖组成为甘露糖、葡萄糖、半乳糖和木糖,其摩尔比为2.42:1.50:1.52:1.00,糖链中单糖残基以α-糖苷键连接。糖蛋白中蛋白质和糖链的连接方式为O-糖肽键。构效关系研究结果表明α-AI糖蛋白中单独的糖链和蛋白链都没有生物活性,只有糖链和蛋白链结合在一起形成完整的糖蛋白时,才对猪胰α-淀粉酶具有抑制活性。分别采用有机膜超滤和无机膜超滤对白芸豆提取液中α-AI糖蛋白的浓缩提取工艺进行了对比研究。结果表明截留分子量为10000 Da的有机超滤膜更适合白芸豆中α-AI糖蛋白的分离浓缩。其最佳工艺条件为操作压力0.8MPa,物料质量分数7%（1:15）,物料温度35℃,物料pH为自然pH。在此条件下,其稳定膜通量为35.6 L/m2h,体积浓缩倍数为8.3倍,多糖的截留率为20.1%,蛋白质的截留率为72.7%,活性物质收率为80.6%。对白芸豆中α-AI的食用安全性和生物降糖、降脂活性进行了研究。结果表明α-AI无急性毒性;α-AI能显著降低四氧嘧啶糖尿病大鼠的空腹血糖,降低餐后血糖峰值,增加其淀粉耐量;α-AI能显著降低高血脂模型大鼠血清的TG、TC和LDL-C含量,升高HDL-C含量,具有调节高血脂模型大鼠血脂的功效。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 糖蛋白的研究概况
• 1.1.1 糖蛋白的定义
• 1.1.2 糖蛋白的结构特点
• 1.1.3 糖蛋白的生物学功能
• 1.1.4 糖蛋白中糖链的生物学功能
• 1.1.5 糖蛋白的研究方法
• 1.2 α-淀粉酶抑制剂（α-AI）研究概况
• 1.2.1 α-AI的资源分布及主要性质
• 1.2.2 α-AI作用机制研究
• 1.2.3 α-AI生物活性研究
• 1.2.4 α-AI的应用前景
• 1.3 本文的研究目的、意义及主要研究内容
• 1.3.1 本文的研究目的意义
• 1.3.2 本文研究的主要内容
• 1.3.3 本文的创新点
• 第二章 白芸豆中α-淀粉酶抑制剂糖蛋白的分离纯化及性质研究
• 2.1 引言
• 2.1.1 豆科植物种子中α-淀粉酶抑制剂的理化性质研究
• 2.1.2 α-淀粉酶抑制剂抑制动力学特征研究
• 2.2 实验材料
• 2.2.1 实验设备
• 2.2.2 主要材料及试剂
• 2.3 实验方法
• 2.3.1 α-淀粉酶抑制剂的活性测定方法
• 2.3.2 蛋白含量测定方法
• 2.3.3 多糖含量测定方法
• 2.3.4 白芸豆α-淀粉酶抑制剂分离纯化工艺路线
• 2.3.5 白芸豆α-淀粉酶抑制剂纯度鉴定
• 2.3.6 白芸豆α-淀粉酶抑制剂生物学及理化性质研究
• 2.3.7 白芸豆α-淀粉酶抑制剂抑制动力学特征研究
• 2.4 结果与讨论
• 2.4.1 白芸豆中α-淀粉酶抑制剂的纯化工艺条件研究
• 2.4.2 白芸豆α-淀粉酶抑制剂纯度鉴定
• 2.4.3 白芸豆α-淀粉酶抑制剂生物学性质及理化性质
• 2.4.4 白芸豆α-淀粉酶抑制剂抑制动力学特征研究
• 2.5 本章小结
• 第三章 白芸豆α-淀粉酶抑制剂糖蛋白组分结构及构效关系研究
• 3.1 前言
• 3.1.1 糖蛋白组分结构及糖链结构研究
• 3.1.2 糖蛋白功能的构效关系研究
• 3.2 实验材料
• 3.2.1 实验设备
• 3.2.2 主要材料及试剂
• 3.3 实验方法
• 3.3.1 白芸豆α-淀粉酶抑制剂糖蛋白组成分析
• 3.3.2 白芸豆α-淀粉酶抑制剂糖蛋白氨基酸组成含量分析
• 3.3.3 白芸豆α-淀粉酶抑制剂糖蛋白糖链部分单糖组成分析
• 3.3.4 白芸豆α-淀粉酶抑制剂糖蛋白糖肽键类型分析
• 3.3.5 白芸豆α-淀粉酶抑制剂糖蛋白糖链糖苷键构型分析
• 3.3.6 白芸豆α-淀粉酶抑制剂糖蛋白构效关系研究
• 3.4 结果与讨论
• 3.4.1 白芸豆α-淀粉酶抑制剂糖蛋白多糖与蛋白质含量分析
• 3.4.2 白芸豆α-淀粉酶抑制剂糖蛋白氨基酸组成分析
• 3.4.3 白芸豆α-淀粉酶抑制剂糖蛋白中单糖组成分析
• 3.4.4 白芸豆α-淀粉酶抑制剂糖蛋白糖肽键类型分析
• 3.4.5 白芸豆α-淀粉酶抑制剂糖蛋白糖链糖苷键及糖环构型分析
• 3.4.6 白芸豆α-淀粉酶抑制剂糖蛋白构关系初步研究
• 3.5 本章小结
• 第四章 白芸豆中α-淀粉酶抑制剂糖蛋白超滤提取工艺研究
• 4.1 前言
• 4.2 实验材料
• 4.2.1 实验设备
• 4.2.2 主要材料与试剂
• 4.3 实验方法
• 4.3.1 总蛋白含量测定
• 4.3.2 α-淀粉酶抑制剂活性测定
• 4.3.3 多糖含量测定
• 4.3.4 渗透通量的测定
• 4.3.5 超滤机理
• 4.3.6 白芸豆α-淀粉酶抑制剂的提取收率
• 4.3.7 白芸豆α-淀粉酶抑制剂提取工艺路线
• 4.4 结果与讨论
• 4.4.1 白芸豆α-淀粉酶抑制剂提取液的预处理
• 4.4.2 中空纤维超滤最佳工艺条件的选择
• 4.4.3 无机陶瓷超滤膜最佳工艺条件的选择
• 4.5 小结
• 第五章 白芸豆α-淀粉酶抑制剂生物活性研究
• 5.1 急性毒性实验
• 5.1.1 前言
• 5.1.2 实验材料
• 5.1.3 实验方法
• 5.1.4 结果与讨论
• 5.2 白芸豆α-淀粉酶抑制剂降糖生物活性功能实验
• 5.2.1 前言
• 5.2.2 实验材料
• 5.2.3 实验方法
• 5.2.4 结果与讨论
• 5.2.5 小结
• 5.3 白芸豆α-淀粉酶抑制剂调节血脂生物活性功能实验
• 5.3.1 引言
• 5.3.2 实验材料
• 5.3.3 实验方法
• 5.3.4 结果与讨论
• 5.3.5 小结
• 第六章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读博士学位期间的科研成果