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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

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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

1.2α-淀粉酶抑制剂研究概况

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本论文的创新点

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

4.3.2α-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材料与方法

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

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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-Al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-Al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a-AI糖蛋白的分离浓缩。其最佳工艺条件为操作压力0.8 MPa,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/m2 h,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。

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