摘要

甘油葡糖苷（Glucosylglycerol，GG）是一類天然糖苷類小分子化合物。由于其具有多種優良的生物學活性（如智能保濕、抗炎舒敏、預防齲齒等），近年來GG逐漸成為化妝品原料市場上備受關注的明星成分。

   近日，微生物制造工程中心在《Biotechnology advances》雜志上發表論文“Biological sources, metabolism, and production of glucosylglycerols, a group of natural glucosides of biotechnological interest”，對GG領域近50年來研究發展歷程進行了系統綜述。

內容

甘油葡糖苷（Glucosylglycerol，GG）是自然界中天然存在的一類異糖苷類活性小分子，由一分子甘油和一分子葡萄糖構成。它們可由多種綠色植物（如百合、重生草）、藻類（如多種藍藻）及部分異養微生物合成，在生物體抵抗、適應逆境環境中發揮重要作用。

  由于其良好的生物相容性、對生物大分子的穩定性、高保濕性、非致齲性及潛在的保健及治療功效，GG在化妝品、酶制劑、食品工業及醫藥領域具有巨大應用潛力。

從上世紀70年代在百合植物中首次發現至今，有關GG合成、功能、生產及應用的研究持續受到學術及產業界關注，人們對GG的研究已從“化合物發現”、“合成機理解析”發展到“活性功能鑒定”、“合成/分離技術開發”階段。近年來，隨著GG在增強皮膚彈性機能、抑制微生物生長、促進細胞活性因子表達以及抗腫瘤等方面新功能的揭示，GG應用場景不斷擴展，市場需求快速增長。目前，通過“生物酶法催化合成”和“微藻細胞無損提取”兩種技術，業界已能實現GG的工業化生產，兩種方法均可達到數噸至數十噸/年的生產規模。其中，“生物酶法”具有占地小、效率高、成本經濟的特點，適合GG產品的快速規模化生產及市場普及；而以“微藻細胞無損提取技術”為代表的第二代GG規模化生產技術則具有天然來源、生產工藝環保、產品純度高的特點，能夠滿足客戶及產品對高品質GG原料的使用需求。

微生物制造工程中心長期以來致力于藍藻天然活性物質的開發與應用。基于近十年來對微藻鹽脅迫耐受機制的系統基礎研究，中心成功開發了具有完全自主知識產權的螺旋藻規模培養制備GG的先進生物制造技術——SCGP（SmartCyano Glucosylglycerol Polygeneration Technology）。該技術基于天然螺旋藻藻株選育，通過規模化培養技術創新，在積累高品質螺旋藻生物質的過程中實現了二氧化碳向天然GG的高效、穩定轉化；在此基礎上，中心開發了綠色安全、不依賴任何有機溶劑的細胞無損傷提取技術，成功制備了純度達到99%的天然GG，產品通過歐盟COSMOS純天然認證，成為國際首款純天然GG產品；中心還將一步拓展GG在抗衰去皺、抗炎舒敏、提質亮膚、長效保濕、護發養發、營養神經細胞等方面的生理功效，重新定義了該產品的國際最高品質標準和未來發展空間。

基于上述工作，中心對近50年來的GG研究發展歷程進行了系統綜述，從GG生物來源、GG遺傳基礎、GG代謝調控機制、GG活性功能以及GG生產技術和市場現狀進行了詳細闡述，對GG研究中仍然存在的科學問題進行了梳理，并對GG產業未來發展方向進行了展望。該論文的發表，將為GG應用研究及相關產業發展提供有力支撐。

青島能源所呂雪峰研究員為本文通訊作者，羅泉副研究員為論文第一作者。上述研究獲得了科技部重點研發計劃、國家自然科學基金面上項目等項目支持。

文：羅泉 

圖：范雯睿 羅泉

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https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S073497502200060X?via%3Dihub