重组苍白杆菌核糖磷酸异构酶A催化制备稀少糖研究开题报告

1. 研究目的与意义

背景：国际糖协会(isrs)对稀有糖的定义为在自然界中存在但含量极少的一类单糖及其衍生物。尽管在自然界中含量极少,这些物质却在膳食、保健、医药等领域中发挥着非常重要的功能。自然界中大量存在的单糖有，d-葡萄糖、d-果糖、d-半乳糖、d-甘露糖、d-核糖、d-木糖、l-阿拉伯糖等7种，除此以外的单糖全部为稀有糖。目前研究的比较多的是在d-阿洛糖等稀有糖上的应用。d-阿洛糖是一种很有应用前景的稀有糖，其在结构上和d-葡萄糖在c-3互为差向异构体，同时和d-阿洛酮糖互为醛酮糖异构体，具有清除活性氧自由基、抑制高盐诱导类高血压、冷冻防护、免疫抑制、抑制肿瘤、抗炎症等生理功能。

目前在生物法工业化生产稀有糖中具有巨大的潜力，新型生物糖源应用空间巨大，将为功能性稀少糖的开发带来了良好的机遇。在稀有糖的生物催化生产过程中,可以利用丰富廉价的自然资源，作为稀有糖生产的起始原料。可用于稀有糖生产的三种酶类是醛酮异构酶，差向异构酶和氧化还原酶。磷酸异构酶一般具有宽广的底物谱：由于糖磷酸酶应用广泛，最近该酶在稀有糖的生产方面发挥着作用。rpia应用广泛，这些研究主要集中在这些方面：在稀有糖的转化利用以及药物设计中。核糖-5-磷酸异构酶a(rpia)在自然界中广泛存在，它几乎存在于所有的组织中。

在本实验中，我们筛出了一株苍白杆菌（以核糖为单一碳源），将其rpia基因进行克隆表达到大肠杆菌中，经过纯化步骤后，对纯化的rpia酶在稀有糖生产方面的潜力做了探究，并对其在鼠李糖转化条件上作了一定的优化研究。

2. 研究内容和预期目标

通过底物特异性研究和半胱氨酸咔唑法，设置单一变量，通过分光光度的测量来研究核糖-5-磷酸异构酶a(rpia)对鼠李糖的转化条件的影响。

包括以下几个方面：

1、不同的反应底物浓度对催化反应的影响（底物浓度不同，酶浓度相同）

3. 研究的方法与步骤

研究方法：底物特异性探究，半胱氨酸咔唑法

底物特异性研究：根据基础酶反应液，在100ul的反应液中，选择不同的单糖（l-核糖、d-核糖五磷酸、d-木糖、l-鼠李糖、d-阿拉伯糖、d-阿洛糖）作为底物进行考察。然后在535nm波长处，分光光度计进行测定。

半胱氨酸-咔唑法试剂的配制

4. 参考文献

1. zhang, w., zhang, t., jiang, b., mu, w. (2017).enzymatic approaches to rare sugar production.biotechnology advances,35(2), 267-274.

2. beerens, k., desmet, t., soetaert, w. (2012). enzymesfor the biocatalytic production of rare sugars.journal of industrial microbiology biotechnology,39(6),823.

3. chen, z., xu, w., zhang, w., zhang, t., jiang, b., mu,w. (2017). characterization of a thermostable recombinant l-rhamnose isomerasefrom caldicellulosiruptor obsidiansisob47 and its application for the production of l-fructose and l-rhamnulose.j sci food agric.

5. 计划与进度安排

2022年12月24日—2022年3月23日

2.借助网络资源、查阅相关书籍资料设计实验操作方法。