苍白杆菌酶学特性研究开题报告

1. 研究目的与意义

研究背景：在社会和科技高速发展的今天，温饱已然不是当代人民的主要问题，更多的人想要的是食品安全和身体健康。肥胖人群日益增多，而导致肥胖的原因就是人们从食物中获得了过多的热量。热量的主要来源便是糖类物质，而人们对甜食的喜爱是不可估量的，尤其是儿童，肥胖低龄化的主要原因便是来源于此。人体内热量过多还会给机体带来负担，而肥胖和这种负担有可能导致心血管疾病和糖尿病等推行性疾病。诸多问题让我们不得不思考是否应该减少或者控制我们对糖或者说甜食的依赖稀有糖的发现及研究可以说是给人类带来了福音。稀有单糖的研究开展于上个世纪九十年代，研究者们逐渐发现稀有单糖的特殊功能，从而引起更多的关注。有些稀有糖类物质具有甜度与蔗糖相当，但是热量低，吸收少，安全性高，不会引起胰岛素的分泌等特点，对于糖尿病和肥胖的预防和治疗意义重大，己经被应用到各类甜味剂或食品添加剂中。

在生物遗传中，核糖在生物体的生理活性调控中扮演着重要角色。在自然界中 d-核糖是核糖的主要存在形态。而作为d-核糖手性对映异构体的l-核糖并不存在于自然界和生物体内，是极为昂贵的稀有糖类。研究发现,l-核糖本身具有一些特殊的功效，它可以增加肿瘤细胞的死亡率、减少肿瘤细胞的扩散和延缓恶性肿瘤的生长，特别地，它可以用作合成具有抗病毒活性的核苷类化合物的前体，如临床研究表明稀有l-核糖的改性核苷衍生物1-(2-氟-5-甲基-β-l-阿拉伯-呋喃糖)尿嘧啶(l-fmau)能有效地抗肝炎b(hbv)病毒、β-l-5-氟-2',3'-双脱氧胞苷(β-l-5fddc)作为抗病毒剂具有很好的活性，且对人体细胞的毒性比相应的d-核糖衍生物大大降低。另外，l-核糖的衍生物2-脱氧-l-核糖与腺嘌呤等有机碱形成的核苷衍生物在癌症、乙肝等疾病的治疗方面也具有大的应用潜能。

目的：本课题组以l-核糖为单一碳源，在自然界中筛选到一株菌，经分子分子生物学鉴定，确定为苍白杆菌。本课题主要研究的是苍白杆菌的酶学特性。根据中国知网的搜索，可以看出近年来苍白杆菌的学术关注度在逐年提高。而本课题也正是顺应这样的一个趋势，利用实验室保存的一株可以利用l-核糖的苍白杆菌，对它进行酶学性质的研究。

2. 研究内容和预期目标

研究内容：本实验主要包括首先是苍白杆菌粗酶液的制备。因为该酶是胞内酶，所以对菌体进行破碎得到粗酶液。具体破碎方法采用超声波破碎法。接着对于粗酶液我们探究了温度、pH、金属离子等对酶活性的影响的实验。主要采用半胱氨酸盐酸盐-咔唑法来进行酶活力的检测。最后我们利用不同的单糖（比如D-阿拉伯糖）对该酶做了底物特异性分析。主要采用薄层层析法以及高效液相法。

预期目标是：探究出酶反应的最适温度、PH。以及常见金属离子对酶活性的影响。

3. 研究的方法与步骤

研究方法及步骤：

1.苍白杆菌酶学特性。因为该酶是胞内酶，所以对菌体进行破碎得到粗酶液。具体破碎方法采用超声波破碎法。

粗酶液的获取具体步骤为：收集发酵结束的菌液，离心10-15min，转速12000rmp,离心管（50ml）底部会积聚菌体沉淀，除去上清液，获取菌体沉淀，将其溶于超纯水中，超声破碎（冰浴）30分钟，再经冷冻离心除去菌体碎片，离心结束收集上清液，即为粗酶液。利用bca法对样品蛋白质含量进行测定。

4. 参考文献

1 akagi m, omae d, tamura y, et al.a practical synthesis of l-ribose[j]. cheminform, 2002, 50:866868.

2 casey jl, korba be, cote bc, et al. method of treating hepatitis delta virus infection[p].us patent. us6670342. 2009.

3 peek s f, cote p j, jacob j r, et al. antiviral activity of clevudine[l-fmau, (1-(2-fluoro-5-methyl-β, l-arabinofuranosyl) uracil)] against woodchuck hepatitis virus replication and gene expression in chronically infected woodchucks (marmota monax)[j]. hepatology, 2001, 33(1):254-266.

5. 计划与进度安排

2022年12月1日-2022年12月31日

课题文献阅读，调研，初步确定研究方案。

2022年2月15日-2022年3月15日