[发明专利]体外合成不同紧密程度的糖原状α-葡聚糖的方法

说明书

本发明公开了体外合成不同紧密程度的糖原状α‑葡聚糖的方法，属于食品、药品和淀粉糖生产领域。本发明可通过SP‑GP‑BE三酶法以蔗糖为底物合成分子量一定的糖原状α‑葡聚糖(GnG)，通过调整GP与BE的比例可控制GnG的外侧链的疏松程度，从而得到粒径在44nm‑54nm的范围内的不同GnG样品，GnG分子的疏松程度随着GP/BE比例的增加而提高。在控制GP/BE的基础上，对反应体系中麦芽三糖的浓度进行调节，随着麦芽三糖浓度的提升，GnG的分子量降低，同时使得GnG分子疏松程度增加。通过本发明的方法可以通过调节GP/BE比例，或调节麦芽三糖的浓度来调节GnG分子的疏松程度。

技术领域

本发明体外合成不同紧密程度的糖原状α-葡聚糖的方法，属于食品、药品和淀粉糖生产领域。

背景技术

糖原作为动物和微生物体内的主要储存多糖，是一种复杂的高度分支的葡萄糖聚合物,其形态大小很大程度上受到提取方法的限制，复杂且昂贵的制备工艺限制了糖原作为功能性纳米材料的应用。因此通过体外酶促合成途径可以根据不同需求获得结构可控的葡聚糖。

三酶法(蔗糖磷酸化酶-α葡聚糖磷酸化酶-分支酶法，SP-GP-BE法)可以以蔗糖为底物合成糖原状α-葡聚糖，由于其无毒和生物可降解的性质，成为了生物医学合成纳米颗粒的理想替代品。然而在复杂的生物环境中，需要对糖原状α-葡聚糖纳米颗粒的结构参数进行更精细的控制。其颗粒尺寸和表面链的疏松程度将对其亲水性、降解性以及载药量等性质产生影响。因此可以通过对糖原状α-葡聚糖外部链的紧密程度的控制，获得分子量相同，但分子尺寸不同的糖原状α-葡聚糖，从而为获得具有不同程度功能特性的衍生物提供基础。

参考糖原的体内合成方法，1943年Cori在体外以葡萄糖-1-磷酸(G-1-P)作为底物，通过肌肉磷酸化酶(GP)和分离自大鼠肝脏和兔子心脏的分支酶(BE)的协同作用合成了糖原状α-葡聚糖(Cori G T,Cori C F.Crystalline musclephosphorylase.IV.Formation of glycogen[J].Journal of Biological Chemistry,1943,151:57-63.)。此外，还可以以淀粉为底物生产糖原状α-葡聚糖。田耀旗等人以DP10-20直链糊精和A链聚合度DP10-20的糯米淀粉为底物，使用灌浆期糯米籽粒来源的BE在体外获得了类似糖原结构的高度支化淀粉。Kajiura等人使用异淀粉酶(IAM)从淀粉或糊精中制备短链直链淀粉，加热使异淀粉酶失活后，添加BE和麦芽糖转葡糖基酶(AM)以体外合成糖原状α-葡聚糖(Kajiura H.；Kakutani R.；Akiyama T.；Takata H.；Kuriki T.,A novelenzymatic process for glycogen production.Biocatalysis andBiotransformation2009,26,133-140.)。

Fujii et al.发明了一种以蔗糖为底物，以蔗糖磷酸化酶(SP)-葡聚糖磷酸化酶(GP)反应体系结合分支酶合成具有较高产率的超支化葡聚糖。在该方法中仅提出合成的可能，未对获得产物的精细结构进行调控(Fujii.；Bioengineering and Application ofNovel Glucose Polymers2003)。

发明内容

本发明在较高浓度的磷酸缓冲盐溶液中，通过对蔗糖磷酸化酶(SP)-α-葡聚糖磷酸化酶(GP)-分支酶(BE)三酶法(SP-GP-BE)合成超支化葡聚糖的方法中的GP添加量的调整，对GP与BE的比例做出了改进，提供了一种体外合成可控紧密程度的糖原状α-葡聚糖的方法，达到了对合成的糖原状α-葡聚糖颗粒进行精细调控的效果。