_聚赖氨酸的生物合成与降解及其应用研究进展[1]

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1、中国农业科学2009,42(3):1009-1015ScientiaAgriculturaSinicadoi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.03.032ε-聚赖氨酸的生物合成与降解及其应用研究进展1,221史应武，娄恺，李春12（石河子大学农学院/新疆兵团化工绿色过程重点实验室，新疆石河子832003；新疆农业科学院微生物应用研究所，乌鲁木齐830091）摘要：ε-聚赖氨酸(ε-PL)是由赖氨酸的α-氨基与ε-羧基通过肽键结合成的同型聚合物，在高温与酸碱环境中很稳定，作为天然食品防腐剂已经进入工业化发酵生产阶段。ε-PL产

2、生菌通常在细胞膜上具有ε-PL降解酶，以达到保护自己的目的，但ε-PL的微生物合成机理尚不清楚。本文从ε-PL的理化性质、抑菌活性、菌株分离筛选、生物合成与分子遗传学、发酵工艺优化、分离纯化及应用等方面综述了ε-PL的最新研究进展与动态。关键词：ε-聚赖氨酸；生物合成；链霉菌；天然防腐剂AdvanceinResearchonε-PolylysineBiosynthesisandItsDegradationandApplication1,221SHIYing-wu,LOUKai,LIChun1(AgriculturalCollegeofShiheziUn

3、iversity/GreenChemicalProcessesKeyLaboratoryinXinjiangBingtuan,Shihezi832003,2Xinjiang;InstituteofMicrobiology,XinjiangAcademyofAgriculturalSciences,Urumqi830091)Abstract:ε-polylysine(ε-PL)isahome-poly-aminoacidcharacterizedbythepeptidebondbetweenthecarboxylandε-aminogroupsofL-l

4、ysine,whichisstableathightemperatureandunderbothacidicandalkalineconditions.Duetothisantimicrobialactivity,ε-PLisnowindustriallyproducedasanaturalantisepticagontbyafermentationprocess.ε-PLproducerscommonlypossessmembrane-boundε-PL-degradingaminopeptidase,whichmightplayaroleinsel

5、f-protection.Itisunknowaboutthebiosyntheticmechanismofε-PL.Thisreviewfocusesonthephysicochemicalpropertiesofε-polylysine,antimicrobialactivitiesofε-polylysine,isolationandscreeningofproducingstrainsofε-polylysine,biosynthesisandmoleculargeneticsofε-polylysine,fermentationprocess

6、optimizationofε-polylysine,purificationandapplicationofε-polylysine.Keywords:ε-polylysine;biosynthesis;streptomycete;naturalantiseptic千吨ε-PL的现代化工业装置已建成投产。但该技术在0引言国内仍处于实验室阶段，所以研究开发ε-PL具有重要防腐剂是一类具有抑制或杀死微生物的化合物，的意义和广阔的前景。本文在介绍了ε-PL研究进展的分为化学合成防腐剂与天然防腐剂。随着国民经济的基础上，提出了其存在的主要问题和研究方向。发展

7、和人民生活水平的提高，人们对食品添加剂质量1ε-聚赖氨酸的理化性质提出更高的要求，化学合成防腐剂受到冷遇，研究开发新型的抗菌性强、安全性能高、使用方便的健康绿ε-PL是由25～35个L-lysine组成的同型聚合物，[1-3][4]色天然防腐剂就成了必然的趋势。通过α-氨基与ε-羧基形成的酰胺键连接而成，结构[5]ε-聚赖氨酸（ε-PL）是目前天然防腐剂中具有优式如图所示，相对分子量在3500～4500，在水中的良防腐性能和巨大商业潜力的微生物源天然食品防腐溶解度很高，其pI值在9.0左右。ε-PL是淡黄色粉末，剂，是经分离提取精制而获得的微生物发酵产

8、品。迄吸湿性强，略有苦味；极易溶于水、盐酸，不溶于乙今为止ε-PL的微生物发酵在日本已实现工业