stringtranslate.com

Полиглутаминовая кислота

Полиглутаминовая кислота ( ПГК ) представляет собой полимер аминокислоты глутаминовой кислоты ( ГК). В зависимости от того, где соединяются отдельные мономеры, PGA может представлять собой гамма-PGA (поли-γ-глутаминовая кислота, γ-PGA), форму, в которой пептидные связи находятся между аминогруппой GA и карбоксильной группой на конце стороны GA. цепь , или альфа-PGA, форма, в которой альфа-карбоксил используется для образования пептидной связи.

Гамма-ПГК образуется в результате бактериальной ферментации . Он является основным компонентом японской кухни натто и имеет широкий спектр применения.

Alpha PGA исследовалась как система доставки лекарств .

Состав

Обе формы PGA связаны между собой пептидными связями . Поскольку глутаминовая кислота имеет хиральный центр , обе формы PGA могут быть получены из L-глутаминовой кислоты, D-глутаминовой кислоты или их смеси. При практическом использовании альфа-ПГК почти всегда содержит только L-форму [1] , тогда как гамма-ПГК обычно содержит смесь обоих. [2]

Характеристики

Гамма-ПГА неиммуногенен и биоразлагаем. [2] Гидролизуется в горячей воде. [3]

Обе формы амфифильны, водорастворимы и имеют отрицательный заряд. [1] [2]

Синтез

Гамма-ПГК производится в промышленных масштабах путем ферментации. Процесс биосинтеза начинается с рацемеризации под действием RacE , которая превращает L-глутамат в D-глутамат. Затем набор генов оперона собирает молекулу и выводит ее из бактериальной клетки. [2]

Альфа-ПГК производится в промышленности путем химического синтеза с использованием реакции полимеризации с раскрытием цикла . [1]

Вхождение

Гамма-ПГК производится рядом видов Bacillus . Самый известный источник — натто, где его производят Bacillus subtilis . [4] Это также важный компонент капсулы Bacillus anthracis , скрывающий бактерию от иммунной системы и позволяющий ей беспрепятственно расти. [5]

Использование

Гамма-ПГК использовался в пищевых продуктах (потенциальный загуститель), в медицине (доклинических исследованиях), [6] [7] в космецевтике [8] и при очистке воды . [9]

Альфа-ПГГ используется в качестве средства для доставки паклитаксела , противоракового препарата [10] под общим названием паклитаксел полиглумекс. [11] В настоящее время проводятся исследования по его применению для лечения диабета I типа и его потенциальному использованию в производстве вакцины против СПИДа. [ нужна цитата ]

Очистка воды

Флокулянт воды «PolyGlu PGα21Ca» на основе смеси гамма-ПГК, сульфата и карбоната кальция [12] используется Международной организацией по миграции для очистки воды для беженцев. [13]

G-PGA, ковалентно включенный в микрофильтрационные мембраны посредством прикрепления к их поверхностям пор мембраны, продемонстрировал сверхвысокую способность к сорбции тяжелых металлов. [14] Было обнаружено, что G-PGA связывает и эффективно удаляет 99,8% ионов свинца из воды с помощью подходящего метода ультрафильтрации под низким давлением. [15] [ нужна полная цитата ]

Рекомендации

  1. ^ abc Чжан, Ю; Песня, Вт; Лу, Ю; Сюй, Ю; Ван, К; Ю, ДГ; Ким, я (25 апреля 2022 г.). «Последние достижения в области наноматериалов на основе поли (α-L-глутаминовой кислоты) для доставки лекарств». Биомолекулы . 12 (5): 636. doi : 10.3390/biom12050636 . ПМЦ  9138577 . ПМИД  35625562.
  2. ^ abcd Ли, Д; Хоу, Л; Гао, Ю; Тянь, З; Фан, Б; Ван, Ф; Ли, С (2 марта 2022 г.). «Последние достижения в микробном синтезе поли-γ-глутаминовой кислоты: обзор». Еда . 11 (5). дои : 10.3390/foods11050739 . ПМЦ 8909396 . ПМИД  35267372. 
  3. ^ Гото, А.; Куниока, М. (1992). «Биосинтез и гидролиз поли(γ-глутаминовой кислоты) из Bacillus subtilis IF03335». Бионауки, биотехнологии и биохимия . 56 (7): 1031–1035. дои : 10.1271/bbb.56.1031 . ПМИД  27286372.
  4. ^ Джонсон, Лия С.; Акинмола, Адекунле Титус; Шольц, Кармен (март 2022 г.). «Поли(глутаминовая кислота): от натто к системам доставки лекарств». Биокатализ и сельскохозяйственная биотехнология . 40 : 102292. doi : 10.1016/j.bcab.2022.102292. S2CID  246628249.
  5. ^ Джанг, Дж; Чо, М; Чун, Дж. Х.; Чо, Миннесота; Парк, Дж; О, ХБ; Йоу, СК; Ри, GE (сентябрь 2011 г.). «Капсула поли-γ-D-глутаминовой кислоты Bacillus anthracis повышает активность летального токсина». Инфекция и иммунитет . 79 (9): 3846–54. дои : 10.1128/IAI.01145-10. ПМК 3165481 . ПМИД  21690241. 
  6. ^ Чой, Джэ-Чул; Уяма, Хироши; Сон, Чул Хун Ли и Мун Хи (28 июня 2015 г.). «Стимулирующее воздействие поли-γ-глутаминовой кислоты сверхвысокой молекулярной массы на заживление ран». Журнал микробиологии и биотехнологии . 25 (6): 941–945. дои : 10.4014/jmb.1412.12083 . ПМИД  25791849.
  7. ^ Ли, На-Ри; Иди, Тэ-Хун; Ли, Санг-Ми; Чон, Сон-Юн; Пак, Кын Тэ; Хонг, Чан-О; Сон, Хон Чжу (21 апреля 2014 г.). «Оценка in vitro новых функциональных свойств поли-γ-глутаминовой кислоты, продуцируемой Bacillus subtilis D7». Саудовский журнал биологических наук . 21 (2): 153–158. дои : 10.1016/j.sjbs.2013.09.004. ISSN  1319-562X. ПМЦ 3942858 . ПМИД  24600308. 
  8. ↑ Эроглу, И. (12 марта 2022 г.). «Объяснение полиглутаминовой кислоты в уходе за кожей». Эджоллифай . Проверено 12 апреля 2022 г.
  9. ^ Приносим безопасную питьевую воду в мир
  10. ^ К. Ли; Д.Ф. Ю; А. Ньюман; Ф. Кабрал; К. Стивенс; Н. Р. Хантер; Л. Милас; С. Уоллес (1998). «Полная регрессия хорошо зарекомендовавших себя опухолей с использованием нового водорастворимого конъюгата поли(L-глутаминовая кислота)-паклитаксел» (PDF) . Исследования рака . 58 (11): 2404–2409. ПМИД  9622081.
  11. ↑ Сингер, JW (5 декабря 2005 г.). «Паклитаксел полиглумекс (XYOTAX, CT-2103): макромолекулярный таксан». Журнал контролируемого выпуска . 109 (1–3): 120–6. doi : 10.1016/j.jconrel.2005.09.033. ПМИД  16297482.
  12. ^ Янагибаси, Томокадзу; Кобаяши, Мотоёси; Омори, Кейсуке (22 августа 2019 г.). «Применение флокулянта поли-γ-глутаминовой кислоты для флокуляционно-седиментационной обработки ультрадисперсной цементной суспензии». Вода . 11 (9): 1748. doi : 10.3390/w11091748 . В качестве флокулянта использовали полимер на основе аминокислот пищевого происхождения, а именно PGAF (PGα21Ca, Japan Poly-Glu Co., Ltd., Осака, Япония). На рис. 3 показан внешний вид PGα21Ca. PGα21Ca — природный полимер, состоящий из γ-PGA — аминокислоты, полученной из Bacillus subtilis [7]. PGα21Ca состоит из сшитого γ-PGA со средней молекулярной массой 10 7 и природных минералов, таких как сульфат кальция и гидрат карбоната кальция.
  13. ^ «Агентство ООН по миграции, Япония передала новую установку по очистке воды в Сьерра-Леоне» . Международная организация по миграции .
  14. ^ Бхаттачарья, Д. (апрель 1998 г.). «Новые микрофильтрационные мембраны, функционализированные полиглутаминовой кислотой, для сорбции тяжелых металлов с высокой производительностью». Журнал мембранной науки . 141 (1): 121–135. дои : 10.1016/S0376-7388(97)00301-3.
  15. ^ Инбарадж и др. (2006)