CN103113427A - 果糖缬氨酸的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种果糖缬氨酸的制备方法，步骤包括：以1~10份的L-缬氨酸、10~50份的D-葡萄糖为原料，80~800份0.01~3mol/LpH3~6吡啶乙酸盐溶液或吡啶甲酸盐溶液为溶剂，温度10~50℃搅拌反应1~5天；反应完毕后，过滤，所得的溶液减压蒸干得到干物质；将所得的干物质溶解于甲醇或乙醚中，在0~10℃低温放置，析出淡黄色物质，过滤，经冷冻干燥后得白色固体物质，即为果糖缬氨酸。本发明具有制备步骤简单、得率高，且得到的底物纯度高的优点。

Description

果糖缬氨酸的制备方法
技术领域
本发明涉及果糖缬氨酸氧化酶底物，即由葡萄糖和氨基酸反应形成的Amadori产物-果糖缬氨酸的制备方法。
背景技术
血液中的糖化血红蛋白反应了一段时期内生物体内的血糖水平，近年来被用作糖尿病诊断和治疗的重要指标。目前市场上主要采用酶法用于检测人体内糖化血红蛋白的含量，利用该法测定糖化血红蛋白需用到一类特殊的酶类——果糖缬氨酸氧化酶，该酶作用于糖化多肽或糖化氨基酸，其作用产物经过一系列氧化还原反应，最后通过终产物的显色来确定糖化血红蛋白的含量。因此果糖缬氨酸氧化酶为糖化血红蛋白测定中的关键酶。
目前研究表明，人血液中糖化血红蛋白糖基化的位点为缬氨酸-NH2残基，因此制备人血液糖化血红蛋白的模拟底物，即果糖缬氨酸[N-（1-脱氧-D-果糖-1-yl）-缬氨酸]，对筛选高活性、高稳定性及高特异性的果糖缬氨酸氧化酶及研究其酶学性质格外重要。该底物的实质即是氨基酸与还原糖通过美拉德（Maillard）反应生成的中间产物——Amadori化合物。其反应原理是还原糖的羰基与氨基酸的氨基之间进行加成，加成物迅速失去1分子水转变为希夫（Schiff）碱，再经环化形成相应的N-取代的醛，最后通过Amadori重排形成较稳定的1-氨基-1-脱氧-2-酮糖。具体的反应过程如下：
Figure BDA00002825581300011
目前，合成Amadori化合物的方法主要采用“加热回流”法，通常是通过葡萄糖和氨基酸直接在无水甲醇中回流数小时，但因副反应比较多，要得到纯度较高的Amadori化合物，则必须经过提纯，提纯多采用过层析柱，反应耗时、步骤繁琐。此外，由于不同的氨基酸之间本身存在分子量大小、带电性状、疏水性状及空间结构的差异，利用上述方法制备相应的Amadori化合物存在一定的局限性，即会出现收率过低、纯度不高的结果，因此需要开发新的方法来解决上述弊端。
发明内容
本发明针对现有技术的上述不足，提供一种制备步骤简单、收率高，且得到的底物纯度高的果糖缬氨酸的制备方法。
本发明得到的果糖缬氨酸，其结构式如下所示：
Figure BDA00002825581300021
为实现上述技术效果，本发明采用如下技术方案：一种果糖缬氨酸的制备方法，包括以下制备步骤：
（1）以1~10重量份的L-缬氨酸、10~50重量份的D-葡萄糖为原料，80~800重量份浓度为0.01~3mol/L、pH3~6的吡啶乙酸盐溶液（吡啶乙酸缓冲液）或吡啶甲酸盐溶液（吡啶甲酸缓冲液）为溶剂，控制反应温度为10~50℃搅拌反应1~5天（1天为24小时计）；
（2）反应完毕后，过滤，所得的反应溶液控制真空度为-0.01~-0.09MPa、温度为30~50℃进行减压蒸干，得到干物质；
（3）将步骤（2）所得的干物质以1:0.5~10（重量/体积比即g/mL）的比例溶解于甲醇或乙醚中，在0~10℃低温放置，析出淡黄色物质，过滤，经冷冻干燥后得白色固体物质，即为果糖缬氨酸。
上述的吡啶乙酸盐如4-吡啶乙酸盐、2-吡啶乙酸盐、3-吡啶乙酸盐等，优选4-吡啶乙酸盐酸盐；上述的吡啶甲酸盐如4-吡啶甲酸盐、2-吡啶甲酸盐、3-吡啶甲酸盐等，优选为2-吡啶甲酸盐酸盐。
本发明的优点和有益效果：
1.本发明制备葡萄糖与缬氨酸反应生成的Amadori化合物即果糖缬氨酸采用吡啶-乙酸或吡啶-甲酸缓冲体系，之后经甲醇或乙醚重结晶得到了纯度达90%的产物，相较于传统的“加热回流”-过层析柱制备Amadori化合物，其制备流程大大简化，成本低且收率高。
2.本发明制备得到的果糖缬氨酸纯度高，适用于果糖缬氨酸氧化酶的优选及酶学性质的研究，有助于糖化血红蛋白体外诊断检测试剂盒的开发研究。
具体实施方式
本发明结合以下实施例做进一步描述，但并不限制本发明。
实施例1：
一种果糖缬氨酸制备方法包括以下操作步骤：
（1）称取0.2g L-缬氨酸、2g D-葡萄糖于50mL烧杯中，加入30mL0.5mol/L、pH4.5的4-吡啶乙酸盐酸盐溶液，30℃下搅拌3天；
（2）反应完毕后，过滤，于-0.01MPa、45℃真空干燥箱内减压蒸干；
（3）所得的干物质加入20mL甲醇，4℃冰箱放置过夜，析出晶体(淡黄色物质)；
（4）将析出的淡黄色晶体过滤除去滤液，得到的固体物质经冷冻干燥后得到的白色固体物质即为果糖缬氨酸。
冷冻干燥为行业常规技术，在此不再赘述。
本发明得到的果糖缬氨酸氧化酶底物的理化性质如下：
L-缬氨酸与D-葡萄糖反应生成的Amadori产物为纯白色粉末，无味，熔点为154℃，分子式为C11H21NO7，相对分子量为：279.29，产率58.7%，纯度90%。
实施例2：
一种果糖缬氨酸制备方法包括以下操作步骤：
（1）称取1g L-缬氨酸、5g D-葡萄糖于100mL烧杯中，加入60mL0.6mol/L、pH4的2-吡啶甲酸盐酸盐溶液，室温下搅拌4天；
（2）反应完毕后，过滤，于-0.03MPa、40℃真空干燥箱内减压蒸干；
（3）所得的干物质加入40mL乙醚，4℃冰箱放置过夜，析出晶体；
（4）将析出的晶体过滤，经冷冻干燥后得到的白色固体物质即为果糖缬氨酸。
本发明得到的果糖缬氨酸氧化酶底物的理化性质如下：
L-缬氨酸与D-葡萄糖反应生成的Amadori产物为纯白色粉末，无味，熔点为154℃，分子式为C11H21NO7，相对分子量为：279.29，产率57.5%，纯度90.3%。
实施例3：
一种果糖缬氨酸氧化酶活性测定方法：
（1）采用考马斯亮蓝法测定蛋白含量。
（2）果糖缬氨酸氧化酶活性的测定：取100μL果糖缬氨酸氧化酶液加到反应混合液中，37℃温浴5-10分钟，测量550处的吸光值。反应混合液的成分为：100mmol/LTris-Hcl（pH8.0）,0.5mmol/L4-氨基安替匹林，0.5mmol/L N-乙基-N-(2-羟基-3-磺丙基)-3-甲基苯胺钠盐，6.0unit/mL过氧化物酶，5.0mmol/L果糖缬氨酸，总体积为3mL。其中，一个酶活性单位定义为：在37℃下每分钟催化产生0.5umol醌染料所需要的酶量。实际酶活力按每分钟每mg蛋白所形成的umol产物来测定。

Claims (6)

1.一种果糖缬氨酸的制备方法，其特征在于：包括以下制备步骤：
（1）以1~10重量份的L-缬氨酸、10~50重量份的D-葡萄糖为原料，80~800重量份浓度为0.01~3mol/L、pH3~6的吡啶乙酸盐溶液或吡啶甲酸盐溶液为溶剂，控制反应温度为10~50℃搅拌反应1~5天；
（2）反应完毕后，过滤，所得的反应溶液控制真空度为-0.01~-0.09MPa、温度为30~50℃进行减压蒸干，得到干物质；
（3）将步骤（2）所得的干物质以1:0.5~10的比例溶解于甲醇或乙醚中，在0~10℃低温放置，析出淡黄色物质，过滤，经冷冻干燥后得白色固体物质，即为果糖缬氨酸。
2.根据权利要求1所述的果糖缬氨酸的制备方法，其特征在于：所述的吡啶乙酸盐为4-吡啶乙酸盐、2-吡啶乙酸盐或3-吡啶乙酸盐。
3.根据权利要求2所述的果糖缬氨酸的制备方法，其特征在于：所述的吡啶乙酸盐为4-吡啶乙酸盐酸盐。
4.根据权利要求1所述的果糖缬氨酸的制备方法，其特征在于：所述的吡啶甲酸盐为4-吡啶甲酸盐、2-吡啶甲酸盐或3-吡啶甲酸盐。
5.根据权利要求4所述的果糖缬氨酸的制备方法，其特征在于：所述的吡啶甲酸盐为2-吡啶甲酸盐酸盐。
6.根据权利要求1所述的果糖缬氨酸的制备方法，其特征在于：所述的干物质以1:0.5~10的比例溶解于甲醇或乙醚中，其比例为重量/体积比。
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