Полиглутаминовая кислота
 Гамма ПГА
| |
| Имена | |
|---|---|
| Систематическое название ИЮПАК
Поли[имино[1-карбокси-4-оксо-1,4-бутандиил]] | |
| Идентификаторы | |
| ХимическийПаук |
|
| Характеристики | |
| (C 5 H 7 NO 3 ) n | |
| Молярная масса | переменная |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).
| |
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 .
Структура
[ редактировать ]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-PGA почти всегда содержит только L-форму. [ 1 ] в то время как гамма-PGA, как правило, представляет собой смесь того и другого. [ 2 ]
Характеристики
[ редактировать ]Гамма-ПГА неиммуногенен и биоразлагаем. [ 2 ] Гидролизуется в горячей воде. [ 3 ]
Обе формы амфифильны, водорастворимы и имеют отрицательный заряд. [ 1 ] [ 2 ]
Синтез
[ редактировать ]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 ]
возникновение
[ редактировать ]Гамма-ПГК производится рядом видов Bacillus . Самый известный источник — натто, где он производится Bacillus subtilis . [ 4 ] Он также является важным компонентом капсулы Bacillus anthracis , скрывающим бактерию от иммунной системы и позволяющим ей беспрепятственно расти. [ 5 ]
Использование
[ редактировать ]Гамма-ПГА использовался в пищевых продуктах (потенциальный загуститель), в медицине (доклинические исследования), [ 6 ] [ 7 ] космецевтика [ 8 ] и водоподготовка . [ 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 ссылка ]
Очистка воды
[ редактировать ]«PolyGlu PGα21Ca» Водный флокулянт 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 при низком давлении. [ 15 ] [ нужна полная цитата ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с 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 .
- ^ Jump up to: а б с д 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 .
- ^ 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 .
- ^ 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 .
- ^ 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 .
- ^ Чой, Джэ-Чуль; 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 .
- ^ 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 .
- ^ Эроглу, И. (12 марта 2022 г.). «Полиглутаминовая кислота в уходе за кожей, объяснение» . Эджоллифай . Проверено 12 апреля 2022 г.
- ^ Приносим безопасную питьевую воду в мир
- ^ 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 .
- ^ Сингер, JW (5 декабря 2005 г.). «Паклитаксел полиглумекс (XYOTAX, CT-2103): макромолекулярный таксан». Журнал контролируемого выпуска . 109 (1–3): 120–6. дои : 10.1016/j.jconrel.2005.09.033 . ПМИД 16297482 .
- ^ 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 природные минералы, такие как сульфат кальция и гидрат карбоната кальция.
- ^ «Агентство ООН по миграции и Япония передали новую установку по очистке воды в Сьерра-Леоне» . Международная организация по миграции .
- ^ 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 .
- ^ Инбарадж и др. (2006)