CN113969297A - 一种寡聚γ-氨基丁酸及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种寡聚γ‑氨基丁酸及其制备方法，取γ‑氨基丁酸溶于质量比为2:1的[Bmim]Cl和[Bmim]BF4的混合溶液中，加入1‑乙基‑(3‑二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺，持续搅拌下激活羧基，然后加入氨基酸缩合酶，30‑35℃持续搅拌15‑30min，脱水缩合成聚GABA，经纳滤膜过滤，除去过度缩合的长肽，再通过离子交换柱层析，得到3‑5个的聚GABA短肽。本发明通过将GABA缩合，制备成3‑5个的聚GABA短肽，这样的短肽不会被胃酸破坏，还能通过肠膜进入体内，在体内能实现GABA的功效。
Description
技术领域
本发明属于短肽合成技术领域，具体涉及一种寡聚γ-氨基丁酸及其制备方法。
背景技术
γ-氨基丁酸（GABA）具有很多功能，是新食品原料，在功能性食品添加、饲料添加上与很多应用。但是GABA在胃里容易被胃酸破坏，失去功效。本发明将GABA缩合，制备成3-5个的聚GABA短肽，这样的短肽不会被胃酸破坏，还能通过肠膜进入体内，在体内能实现GABA的功效。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种寡聚γ-氨基丁酸及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种寡聚γ-氨基丁酸的制备方法，取30-50g 单体GABA溶于100mL [Bmim]Cl(1-丁基-3-甲基氯代咪唑)：[Bmim]BF4(1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐)质量比为2:1的混合溶液中，加入10-30g EDCI(1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺)，30℃持续搅拌作用30min，激活羧基，然后加入10-15g氨基酸缩合酶，30-35℃持续搅拌15-30min，脱水缩合成聚GABA（每个GABA单体上有一个氨基、一个羧基，这个氨基在缩合酶的作用下能与激活的羧基反应，脱水缩合），反应后的产物通过2nm的纳滤膜过滤，操作压力为1.5-2MPa，膜过滤除去过度缩合的长肽（长肽无法透过肠膜），再通过离子交换柱层析，得到3-5个的聚GABA短肽，即得到寡聚γ-氨基丁酸。
本发明的有益效果在于：
在普通水溶液的反应体系中，随着酶活不断下降，反应体系中的GABA无法全部聚合成短肽，造成大量原料浪费，而本发明的反应体系能让所有的GABA单体聚合成短肽，本发明[Bmim]Cl：[Bmim]BF4=2:1的混合溶液的作用是提高缩合酶的缩合效率，缩合酶在水溶液中随着酶促反应的进行，容易因为反应体系的变化降低酶活，在本发明的反应体系中，酶的稳定性和立体选择性更高，酶活不容易下降，所以能提高酶促反应速度。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明做进一步说明，但本发明不仅仅限于这些实施例。
实施例1
一种寡聚γ-氨基丁酸的制备方法，取40g 单体GABA溶于100mL [Bmim]Cl：[Bmim]BF4质量比为2:1的混合溶液中，加入15g EDCI(1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺)，30℃持续搅拌作用30min，激活羧基，然后加入10g氨基酸缩合酶，30℃持续搅拌20min，脱水缩合成聚GABA。（每个GABA单体上有一个氨基、一个羧基，这个氨基在缩合酶的作用下能与激活的羧基反应，脱水缩合。），反应后的产物通过2nm的纳滤膜过滤，操作压力为1.6MPa，膜过滤除去过度缩合的长肽（长肽无法透过肠膜），再通过离子交换柱层析，得到3-5个的聚GABA短肽，即得到寡聚γ-氨基丁酸。
实施例2
一种寡聚γ-氨基丁酸的制备方法，取40g 单体GABA溶于100mL [Bmim]Cl：[Bmim]BF4质量比为2:1的混合溶液中，加入15g EDCI(1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺)，30℃持续搅拌作用30min，激活羧基，然后加入15g氨基酸缩合酶，30℃持续搅拌15min，脱水缩合成聚GABA。（每个GABA单体上有一个氨基、一个羧基，这个氨基在缩合酶的作用下能与激活的羧基反应，脱水缩合。），反应后的产物通过2nm的纳滤膜过滤，操作压力为1.6MPa，膜过滤除去过度缩合的长肽（长肽无法透过肠膜），再通过离子交换柱层析，得到3-5个的聚GABA短肽，即得到寡聚γ-氨基丁酸。
对比例1
将实施例1中[Bmim]Cl：[Bmim]BF4质量比为2:1的混合溶液换成蒸馏水，氨基酸缩合酶的作用时间从20min延长到90min，溶液中的GABA单体还有20%以上，接下来即使反应时间继续延长，溶液中的GABA单体基本上没有变化，聚合反应基本上不再继续进行。
对比例2
将实施例1中[Bmim]Cl：[Bmim]BF4质量比为2:1的混合溶液换成将[Bmim]Cl：[Bmim]BF4质量比为1:1的混合溶液，氨基酸缩合酶的作用时间从20min延长到50min。
对比例3
将实施例1中[Bmim]Cl：[Bmim]BF4质量比为2:1的混合溶液换成将[Bmim]Cl：[Bmim]BF4质量比为4:1的混合溶液，氨基酸缩合酶的作用时间从20min延长到40min。
在酶促反应过程中，随着反应的进行，环境条件发生变化，对酶活影响巨大，不同的溶剂、反应条件对酶促反应持续进行和反应终点的影响不同，本发明通过[Bmim]Cl：[Bmim]BF4质量比为2:1的混合溶液来提高缩合酶的缩合效率，能让所有的GABA单体聚合成短肽。
应用例1
各取1g 单体GABA和实施例1制备的寡聚γ-氨基丁酸溶于100mL 蒸馏水中，调节pH至1.5，轻微搅拌30min，测溶液中的单体GABA和寡聚γ-氨基丁酸中的质量，结果显示，单体GABA溶液中有剩余50-60%，寡聚γ-氨基丁酸溶液中剩余90%以上。证明寡聚γ-氨基丁酸能耐受低pH环境，能保证其在胃酸环境下不被破坏。
应用例2
配制a溶液（100g/L GABA单体）、b溶液（100g/L 寡聚γ-氨基丁酸）。以辣椒为实验对象，在灌溉用水中加入所配溶液。CK组：每升水中加入200mL 清水；A组：每升水中加入200mL a溶液；B组：每升水中加入200mL b溶液。
从表1的数据来看，GABA能增加作为生长能力，而本发明合成的寡聚γ-氨基丁酸的促进生长能力强于GABA单体，可能是GABA单体更容易被破坏，寡聚氨基丁酸在环境中更稳定。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (5)
1.一种寡聚γ-氨基丁酸的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：取γ-氨基丁酸溶于质量比为2:1的[Bmim]Cl和[Bmim]BF4的混合溶液中，加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺，持续搅拌下激活羧基，然后加入氨基酸缩合酶，30-35℃持续搅拌15-30min，脱水缩合成聚GABA，经纳滤膜过滤、离子交换柱层析，除去过度缩合的长肽，只保留3-5个的聚GABA短肽，即得到寡聚γ-氨基丁酸。
2.根据权利要求1所述的寡聚γ-氨基丁酸的制备方法，其特征在于：所述γ-氨基丁酸的质量为30-50g，1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺质量为10-30g，氨基酸缩合酶质量为10-15g。
3.根据权利要求1所述的寡聚γ-氨基丁酸的制备方法，其特征在于：所述质量比为2:1的[Bmim]Cl和[Bmim]BF4的混合溶液的体积为100mL。
4.根据权利要求1所述的寡聚γ-氨基丁酸的制备方法，其特征在于：所述持续搅拌下激活羧基具体是在30℃持续搅拌作用30min，激活羧基。
5.一种如权利要求1-4任一项所述制备方法制得的寡聚γ-氨基丁酸。
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