L-тіоглутамінова кислотаце природна сполука продукту, яка перетворюється з глюкозинолатоподібних попередників в овочах Grannymonda, таких як листова капуста, гірчиця та брокколі. Він має різноманітний вплив на здоров’я та широко використовується для профілактики хронічних захворювань, таких як рак, серцево-судинні захворювання та діабет. Він широко міститься в хрестоцвітих рослинах, таких як капуста, цвітна та білокачанна капуста. Він має багато фармакологічних властивостей, таких як протипухлинна, протизапальна, антиоксидантна, нейропротекторна тощо. Тому метод синтезу L-тіоглутамінової кислоти привернув велику увагу.
В даний час методи синтезу L-тіоглутамінової кислоти можна розділити на дві категорії: біологічне бродіння і хімічний синтез. Ці два методи докладно описані нижче.
Метод біологічної ферментації L-сульфорафану:
Метод біологічного бродіння - це спосіб синтезу сполук за допомогою мікроорганізмів. Завдяки скринінгу штамів бактерій і оптимізації умов культивування мікроорганізми можуть виробляти L-тіоглутамінову кислоту під час процесу ферментації. Зараз виявлено, що багато штамів можуть синтезувати L-тіоглутамінову кислоту, наприклад Escherichia coli, Streptococcus thermophilus і так далі. Серед них найбільш поширеним є метод синтезу L-тіоглутамінової кислоти штамами, представленими Escherichia coli. Конкретні кроки такі:
1. Виділення штамів, що продукують L-тіоглутамат, таких як Escherichia coli, із ґрунту чи рослинної тканини;
2. Вибрати відповідне середовище та умови культивування, такі як температура, значення рН, час культивування тощо, для культивування Escherichia coli;
3. Зібрати ферментаційний бульйон Escherichia coli, провести певну обробку та очищення та отримати L-тіоглутамінову кислоту.
Метод хімічного синтезу L-сульфорафану:
Метод хімічного синтезу полягає у використанні методу хімічної молекулярної реакції для синтезу L-тіоглутамінової кислоти різними шляхами синтезу. В даний час методи хімічного синтезу в основному поділяються на чотири типи: метод солі холіну, метод сульфурилхлориду, метод карбонільного відновлення та метод сульфату агарози.
1. Метод холінової солі:
Цей метод є одним із широко використовуваних синтетичних методів. Дійте наступним чином:
① Спочатку L-метіонін і холін вступають у реакцію в кислих умовах з утворенням рідкісного азотистого замінника L-тіоглутамінової кислоти.
② Нагрівання та гідроліз замінників азоту в L-тіоглутамінову кислоту в лужних умовах.
Перевагою цього методу є те, що реакція проста і легка в освоєнні, але вихід низький.
2. Сульфонілхлоридний метод:
У цьому методі використовується реакція електрофільного заміщення для синтезу L-тіоглутамінової кислоти. Дійте наступним чином:
① Реакція L-метіоніну та сульфонілхлориду в лужних умовах для отримання сульфінату L-тіоглутамінової кислоти.
② Сульфінат гідролізується в лужних умовах з утворенням L-тіоглутамінової кислоти.
Перевагою цього методу є те, що реакцію легко контролювати, а вихід високий, але для цього потрібно використовувати токсичний сульфонілхлорид.
3. Метод карбонільного відновлення:
Метод полягає у використанні реакції відновлення для синтезу L-тіоглутамінової кислоти. Дійте наступним чином:
①L-метіонін реагує з ацетоніміном, утворюючи піридинпіримідин-2-ен-4-он і піримідинпіримідин-2-ен-4-он-5-сульфат одночасно
②Пірімідин піримідин-2-ен-4-он-5-сульфат відновлюється для отримання L-тіоглутамінової кислоти.
4. Метод сульфату агарози: цей метод полягає у взаємодії L-метіоніну та сульфату агарози в кислих умовах з утворенням L-тіоглутамінової кислоти. Завдяки хорошій каталітичній активності сульфату ефективність реакції та селективність покращуються. Вищий, але більш громіздкий в експлуатації.
У наукових дослідженнях виявлення L-сульфорафану є дуже важливим. Серед них агарозосульфатний метод є одним із класичних методів виявлення. Метод сульфату агарози та його етапи будуть детально описані нижче.
Експериментальний принцип
Метод сульфату агарози заснований на утворенні жовтого комплексу L-тіогалактопікрину та сульфату барію, солі, що утворюється в кислих умовах, з використанням агарози як каркаса для розділення L- Метод сульфорафану. Метод заснований на тому факті, що в кислих умовах жовтий комплекс, який утворюється в результаті реакції сульфату барію та L-сульфорафану, важко розчиняється у воді та випадає в осад в агарозі, щоб відокремити та виявити L-сульфорафан.
Експериментальні етапи:
Крок 1: Приготуйте суспензію агарозо-барій сульфату
Зважте відповідну кількість агарози та сульфату барію, додайте певну кількість дистильованої води після змішування та ретельно перемішайте, нагрівайте до розчинення або рівномірного змішування, відфільтруйте суспензію за допомогою фільтра з розміром пор 0.22um і потім кип'ятити 3-5 хвилин. Коли суспензія охолоне нижче 50 градусів, але все ще не затвердіє, перелийте розчин у чашку Петрі та поставте його при кімнатній температурі, поки він не затвердіє.
Крок 2: Підготовка та обробка зразка:
Зважте зразок або стандарт, який потрібно перевірити, додайте достатньо {{0}}.01 М розчину пірофосфату натрію для розчинення, додайте відповідний об’єм хлороформу для екстракції, центрифугуйте протягом 10-15 хвилин , видаляють рідину з верхнього шару, випарюють хлороформ, щоб зібрати залишок, додають 2 мл води та 2 мл концентрованої соляної кислоти, знову екстрагують хлороформом, центрифугують і відбирають верхній шар. Візьміть 24 мл верхньої рідини, додайте 0,2 мл 2% розчину нітрату міді та 0,4 мл 5% розчину нітрату свинцю, екстрагуйте один раз хлороформом, центрифугуйте та відберіть верхню рідину, яку можна використовувати як експериментальний зразок для дослідження.
Крок 3. Повторний аналіз експерименту:
Зразки додавали до суспензії сульфату агарози-барію та нагрівали на водяній бані до затвердіння при 80 градусах протягом 2 годин. Після затвердіння зразка суспензію агарози-барію сульфату охолоджують до кімнатної температури, а комплекс агароза-барію сульфат-зразок розчиняють у буферних умовах лимонної кислоти та амонійної солі. Нарешті, послідовно промийте водою та візуально перевірте колір комплексу в агарозній сфері.
Крок 4: Аналіз результатів:
Виміряйте абсорбцію фільтрату після повторного аналізу, щоб побудувати стандартну криву, отримуючи таким чином вміст L-сульфорафану.
Агарозосульфатний метод є класичним методом виділення та виявлення L-сульфорафану. За допомогою ряду етапів можна відокремити L-сульфорафан і визначити його вміст. Цей метод має такі переваги, як простота, висока чутливість і точні результати, і зазвичай використовується для виявлення L-сульфорафану в продуктах харчування, косметиці та фармацевтиці.
Анотація: З розвитком науки і техніки метод синтезу L-тіоглутамінової кислоти постійно оптимізується та вдосконалюється. У той же час метод біологічного бродіння та метод хімічного синтезу також мають свої переваги та недоліки, і який метод використовувати залежить від фактичної ситуації.