【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于酶，具体涉及基于生物酶的催化转化减少人体对葡萄糖等高热量糖吸收的方法。
技术介绍
1、糖类又称为“碳水化合物”，是我们人体能量的主要来源。在人体内代谢过程中，糖类经过“燃烧”释放能量，供人体运动及生长需要，人的脑组织仅依靠葡萄糖供能。糖类参与人体多种重要的生命活动，它与体内的其他物质结合构成酶、抗体、激素等，对调节人体的生理功能具有十分重要的意义。大多数的单糖和双糖其以良好的甜味口感和实惠的价格被广泛用于饮食产品。在营养学方面，膳食中常见的糖类添加剂主要有葡萄糖，果糖和蔗糖等单糖和双糖；此外，米饭和馒头等主食中含有大量的淀粉，淀粉属于多糖的一种。
2、然而，不断有报道称，体内高浓度糖的升高会给人体带来严重的危害。人们所摄入食物中的淀粉和砂糖最终被分解成单糖(葡萄糖、果糖等)，并在小肠中被吸收。一旦我们从食物中直接摄入的葡萄糖等单糖，以及淀粉等能在体内被分解为葡萄糖等的高热量物质过量，将会引发一系列成人病，危害健康。诸如：导致肥胖：葡萄糖是高热量的碳水化合物，过量的葡萄糖会转化为脂肪，导致体重增加和肥胖；影响血糖水平：葡萄糖的摄入可以导致血糖水平升高，过量的葡萄糖摄入导致胰岛素分泌过多，从而增加患糖尿病的风险；不利于心血管健康：过量的葡萄糖摄入会导致高血压、高胆固醇和动脉硬化等疾病，这些疾病都会增加心血管疾病的风险；损害牙齿健康：葡萄糖可以为口腔中的细菌提供生长所需的能量，从而导致龋齿和口臭等问题。
3、所以，为了预防成人病，保持适当的血糖值非常重要。
4、国际稀有糖协会(inte
5、部分稀少糖可以抑制脂肪肝酶和肠道α-糖苷酶，从而降低小肠对糖的吸收，抑制体内脂肪的积累和血糖浓度的上升，提高胰岛素的敏感性。因此，稀少糖具有潜在的降血糖作用，可以降低餐后高血糖，提高胰岛素的敏感性和葡萄糖耐受性，在研制治疗肥胖和糖尿病药物方面具有重要的应用价值。
6、然而，关于稀少糖的生产和应用大都是工业化和商品化方向。本专利技术基于人体内(包括但不限于人体肠道内)糖的转化，利用多种生物酶催化方法，将高热量糖包含饮食中直接摄入的葡萄糖，果糖(包括但不限于)等单糖，或者食物中的淀粉、砂糖、乳糖(包括但不限于)等碳水化合物经口腔和消化道水解后得到的葡萄糖等转化为低热量的稀少糖，通过这种手段实现在人体内由高热量糖到低热量稀少糖的转化。
7、肠道是人体重要的消化器官，人体大量的消化作用和几乎全部消化产物的吸收都是在小肠内进行的。因此，保护生物活性因子安全过胃，通过胃部缓释，最终定位于小肠中发挥其作用，对蛋白质和肽类生物活性剂的研发具有重要意义。本专利技术主要是基于人体内葡萄糖等高热量糖的转化，在模拟人体胃肠消化环境中，以葡萄糖，果糖，乳糖和淀粉(包括但不限于)为例，以药物递送系统包裹的生物酶的催化下，实现到稀少糖的转化。所述葡萄糖在葡萄糖异构酶的作用下转化为果糖，依次果糖在d-阿洛酮糖3-差向异构酶的作用下转化为d-阿洛酮糖；淀粉在糖化酶的催化下水解为葡萄糖，葡萄糖经过多酶催化最终转化为d-阿洛酮糖；乳糖在乳糖酶的作用下转化为半乳糖和葡萄糖，再通过多酶催化最终转化为d-塔格糖和d-阿洛酮糖。本专利技术的有益效益是，基于人体内糖的转化，将高热量糖转化为低热量、不被人体直接吸收的稀少糖，减少小肠对高热量糖(包括但不限于葡萄糖和果糖)，目的是用于预防、治疗和/或缓解因血糖值高而引起的一系列成人病，如糖尿病和肥胖症。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种基于生物酶的催化转化功能，来降低体内葡萄糖等高热量糖吸收的方法；具体地，本专利技术提供一种在人体肠道环境中，由高热量糖转化为稀少糖的方法；更具体地，在模拟人体肠道环境中，由药物递送系统包裹的生物酶的作用下，本专利技术提供由葡萄糖、果糖转化为d-阿洛酮糖、乳糖转化为d-塔格糖的方法。此外，本专利技术提供葡萄糖异构酶和d-阿洛酮糖3-差向异构酶，还涉及表达上述两种酶的基因工程菌株和构建方法，以及利用该工程菌株发酵葡萄糖异构酶和d-阿洛酮糖3-差向异构酶制剂的应用。
2、本专利技术采用以下技术方案：
3、有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于，基于人体的消化功能和肠道环境，提供一种肠道药物递送系统；并以葡萄糖，果糖，乳糖和淀粉为例(包括但不限于)，提供一种经药物递送系统包裹的酶法转化高热量糖得到稀少糖的方法，所述人体内高热糖的来源可以是直接从食物中摄取的葡萄糖等单糖，也可以是能够在消化过程中转化为葡萄糖和果糖等的大分子碳水化合物(如淀粉)。在本专利技术的实施例中，用糖化酶对淀粉进行处理实现淀粉到葡萄糖的转化，代替淀粉在消化系统中的分解过程。本专利技术提供的酶组合物能够降低人体内高热量的糖含量，减少人体对高热量糖的吸收，从而达到控制血糖和体重目的。
4、本专利技术首先提供一种糖异构酶双酶组合物，由葡萄糖异构酶和d-阿洛酮糖3-差向异构酶组成；所述的葡萄糖异构酶源自thermobifidafusca yx，arthrobacter sp.，escherichia coli k12，limosilactobacillusreuteri，mycobacterium sp.root135，streptomyces olivaceoviridis或thermus thermophilus strain hb8；所述d-阿洛酮糖3-差向异构酶源自enteroclosterbolteae，agrobacterium tumefaciens，pseudomonascichorii，rhodobactersphaeroides，clostridium cellulolyticum，clostridiumscindens或ruminococcus sp.5_1_39bfaa；
5、更优选地，所述葡萄糖异构酶源自thermobifidafuscayx，其氨基酸序列如seq idno.1所示；或源自arthrobacter sp.，其氨基酸序列如seq id no.2所示；或源自thermusthermophilus strain hb8，其氨基酸序列如seq id no.3所示；
6、所述d-阿洛酮糖3-差向异构酶源自enteroclosterbolteae，其氨基酸序列如seqid no.4所示；或源自pseudomonas cichorii，其氨基酸序列如seq id no.5所示；或源自clostridium cellulolyticu本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种糖异构酶双酶组合物，由葡萄糖异构酶和D-阿洛酮糖3-差向异构酶组成；所述的葡萄糖异构酶源自Thermobifidafusca YX，Arthrobacter sp.，Escherichia coli K12，Limosilactobacillusreuteri，Mycobacterium sp. Root135，Streptomycesolivaceoviridis或Thermus thermophilus strain HB8；所述D-阿洛酮糖3-差向异构酶源自Enteroclosterbolteae，Agrobacterium tumefaciens，Pseudomonas cichorii，Rhodobactersphaeroides，Clostridium cellulolyticum，Clostridium scindens或Ruminococcus sp. 5_1_39BFAA；
2.如权利要求1所述的糖异构酶双酶组合物在催化葡萄糖转化为D-阿洛酮糖中的应用。
3.一种包埋如权利要求1所述的糖异构酶双酶组合物的适用人体肠道的递送系统，其
4.如权利要求3所述的递送系统，其特征在于，所述再生纤维素水凝胶为多孔纤维素纤维，平均孔径为1~5μm；
5.如权利要求4所述的递送系统，其特征在于，所述再生纤维素水凝胶的制备步骤如下：将纤维素溶解在碱和尿素的纤维素溶液滴加到浓度为10-50%的乙醇水溶液中进行再生，得到再生纤维素水凝胶粗产品；过滤除去残留的乙醇溶剂，得到再生纤维素水凝胶。
6.如权利要求4所述的递送系统，其特征在于，所述再生纤维素水凝胶的制备方法，S1纤维素溶解：取纤维素粉末，加入到碱/尿素的离子溶液中，冰浴搅拌溶解得到透明均匀的纤维素溶液；
7.如权利要求4所述的递送系统，其特征在于，所述介孔二氧化硅的制备步聚如下：于纯水中加入TEOS和HCl，于室温下搅拌溶解，直至混合溶液呈现均匀状态，得到SiO2水溶液；
8.如权利要求4所述的递送系统，其特征在于，所述聚合是将负载糖异构酶双酶组合物的再生纤维素水凝胶载体与所述介孔二氧化硅水溶液混合得到共混体系，经过不断搅拌，形成纤维素/活性剂/介孔二氧化硅的包埋组合物递送系统；
9.如权利要求4所述的递送系统，其特征在于，对所得的纤维素/活性剂/介孔二氧化硅的包埋组合物递送系统粗产品进行过滤并反复洗涤，所述洗涤液是Tris-HCl/NaCl缓冲液，优选地，Tris-HCl浓度为20mM，NaCl浓度为150mM，用6M HCl调pH至7.5。
10.基于生物酶催化转化功能减少体内高热量糖吸收的方法，其特征在于，通过口服如权利要求3-9任一项所述的递送系统来实现，更具体地，其与饮食物质时前半小时至饮食后半小时口服。更具体地，所述递送系统包裹后的生物酶经肠溶性胶囊封装后用于人体口服，能够更好的保护生物酶活性物质过胃缓释，在肠道中发挥活性，减少人体对葡萄糖等高热量糖的吸收，以此达到控制体内热量及减少脂肪生成的目的。所述生物酶递送系统可以用于预防、治疗和/或缓解因血糖值高而引起的一系列成人病，如糖尿病和肥胖症等。
...【技术特征摘要】
1.一种糖异构酶双酶组合物，由葡萄糖异构酶和d-阿洛酮糖3-差向异构酶组成；所述的葡萄糖异构酶源自thermobifidafusca yx，arthrobacter sp.，escherichia coli k12，limosilactobacillusreuteri，mycobacterium sp. root135，streptomycesolivaceoviridis或thermus thermophilus strain hb8；所述d-阿洛酮糖3-差向异构酶源自enteroclosterbolteae，agrobacterium tumefaciens，pseudomonas cichorii，rhodobactersphaeroides，clostridium cellulolyticum，clostridium scindens或ruminococcus sp. 5_1_39bfaa；
2.如权利要求1所述的糖异构酶双酶组合物在催化葡萄糖转化为d-阿洛酮糖中的应用。
3.一种包埋如权利要求1所述的糖异构酶双酶组合物的适用人体肠道的递送系统，其特征在于，将如权利要求1所述的糖异构酶双酶组合物用再生纤维素水凝胶进行包裹得到；优选地，所述再生纤维素水凝胶的制备方法如下：
4.如权利要求3所述的递送系统，其特征在于，所述再生纤维素水凝胶为多孔纤维素纤维，平均孔径为1~5μm；
5.如权利要求4所述的递送系统，其特征在于，所述再生纤维素水凝胶的制备步骤如下：将纤维素溶解在碱和尿素的纤维素溶液滴加到浓度为10-50%的乙醇水溶液中进行再生，得到再生纤维...
【专利技术属性】
技术研发人员：柴成程，贾渌程，王晶，李华珍，章家泉，
申请(专利权)人：百葵锐天津生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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