双酶耦合催化法合成特定聚合度β-1,3-葡寡糖研究

摘要

采用蔗糖磷酸化酶和昆布二糖磷酸化酶双酶耦合催化工艺合成β-1,3-葡寡糖.以蔗糖为底物,通过蔗糖磷酸化酶磷酸解蔗糖生成α-D-葡萄糖-1-磷酸(α-D-Glucose-1-phosphate,G1P),再以来自纤细眼虫(Euglena gracilisZ)中的昆布二糖磷酸化酶为β-1,3-葡寡糖合成酶实现G1P所带的葡萄糖单元往引物葡萄糖上的添加,通过控制催化反应时间得到不同聚合度的寡糖.在该策略下,反应0.5h时耦合催化合成寡糖聚合度在4～6之间;反应4h时,有7～11糖生成;4 h之后反应趋于平衡,并无更高聚合度的寡糖生成,聚合度稳定在4～11之间.对合成的寡糖进行电喷雾串联质谱(electrospray ionization tandem mass spectrometry,ESI-MS/MS)和氢核磁共振(hydrogen nuclear magnetic resonance,1 H-NMR)分析,可证明产物为β-1,3-葡寡糖.对耦合催化条件进行优化,发现在100 mmol/L的磷酸缓冲液(pH 6.5)、100 mmol/L的蔗糖、50 mmol/L的葡萄糖、5 mmol/L的MgCl2、0.1 U/mL昆布二糖磷酸化酶、0.2 U/mL蔗糖磷酸化酶,40℃条件下反应4h,葡萄糖的转化率可达39.4％.