一种分离纯化还原型谷胱甘肽的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及药物分离纯化领域，具体而言，涉及一种分离纯化还原型谷胱甘肽的方法。
【背景技术】
[0002]谷胱甘肽(Glutath1ne，GSH)是一种重要的调节生理功能的药物，在临床上的应用越来越广，已成为医学上重要的具有调节人体免疫功能和辅助抗癌功能的药物之一。GSH的抗氧化性又使它在食品工业中的应用备受人们关注。谷胱甘肽是由谷氨酸、半胱氨酸、甘氨酸缩合而成的一种含γ -谷氨酰基和巯基的生物活性三肽类化合物，在蛋白质和DNA的合成、氨基酸的转运、细胞的保护等重要的生物功能中起着直接或间接的作用。它主要分布于动物、植物、微生物细胞中，被广泛应用于临床医学、运动保健、食品加工等很多领域。
[0003]谷胱甘肽的相对分子质量为307.33，熔点为189-193°C，其晶体呈无色透明细长柱状，等电点为5.93。它溶于水、稀醇、液氨和二甲基甲酰胺，而不溶于醇、醚和丙酮。谷胱甘肽固体相对较稳定，而水溶液在空气中易被氧化。两分子还原型谷胱甘肽(GSH)的巯基氧化缩合为二硫键即可得到氧化型谷胱甘肽(GSSG)。
[0004]谷胱甘肽的生产目前主要有酶法和酵母发酵法两种，不管是哪种方法生产的谷胱甘肽，粗提液中均含有很多杂质，如蛋白质、多糖、多肽、氨基酸、盐类等等，而谷胱甘肽在水溶液中的稳定性不好，易氧化和降解，这给分离纯化带来了很大的困难，因此高纯度、高收率、环保低能耗的谷胱甘肽工业化分离比较困难。
[0005]目前，有报道的分离纯化谷胱甘肽的方法有以下几种:铜盐法、离子交换法、电渗析法、琼脂糖凝胶过滤法、双水相结合温度诱导相分离法及金属汞亲和层析法，其中有工业前景的是:铜盐法和离子交换法。
[0006]I)铜盐法:氧化亚铜能与巯基特异性结合，从而将GSH从水相结合到固相，方便对GSH与大部分杂质的分离。但是铜盐法有很大的局限性。首先，固相的铜盐需要用硫化氢还原以释放GSH，而硫化氢的气味重、有毒，会导致较高的污染;其次，溶液中含有巯基的杂质也较多，铜盐法难以将它们与GSH分离，而其中有些杂质结晶去除困难，这便导致了GSH最终成品的纯度不尚，某些杂质超标。
[0007]2)离子交换法:离子交换法又分为阳离子交换和阴离子交换两种，目前均有报道，如中国专利申请CN200810233835.6中提供了一种阳离子交换树脂分离纯化方法；中国专利申请CN201210111271.5中提供了一种阴离子交换树脂分离纯化的方法。离子交换法具有操作便捷、低污染的特性，但同样有其缺点。首先，GSH在水溶液中稳定性差，离子交换的过程中容易出现降解和氧化的现象，所以需要在密闭环境同时进行低温和氮气保护才能保持GSH不降解和氧化;其次，离子交换法对某些与GSH性质相似的杂质无法去除，即使结合了吸附树脂也会因为某些杂质与GSH极性差异小而导致难以分开，最终成品的杂质非常容易超标。
[0008]因此，工业上仍需要研究和开发更好的分离纯化谷胱甘肽的方法。
【发明内容】
[0009]鉴于现有提取工艺存在的问题，本发明提供了一种从含有谷胱甘肽的溶液中分离纯化还原型谷胱甘肽的新方法，所述方法环保且获得的谷胱甘肽纯度较高。
[0010]具体而言，本发明提供的一种从含有谷胱甘肽的溶液中分离纯化还原型谷胱甘肽的方法包括以下步骤:
[0011]I)向谷胱甘肽(GSH)溶液中加入氧化剂，使其氧化至氧化型谷胱甘肽(GSSG);
[0012]2)向溶液中加入酸，调节pH至1.0-4.0，离心或过滤；
[0013]3)将步骤2)得到的离心或过滤后的溶液分别经过离子交换树脂、吸附树脂处理，得到GSSG洗脱液；
[0014]4)将步骤3)得到的洗脱液使用还原剂进行还原得到GSH溶液，将还原得到的GSH溶液用吸附树脂脱盐，之后浓缩、结晶、干燥，得到GSH。
[0015]本发明所述的谷胱甘肽溶液可以使用本领域用于制备谷胱甘肽的常规方法制备得到，包括酵母发酵抽提液(其制备方法参考中国专利申请CN201310644859.1)或酶法转化液(其制备方法参考中国专利申请CN201310538982.5)等。值得注意的是，上述参考文献的全文以合并引用的方式并入本文。
[0016]在一个优选的实施方案中，所述步骤I)的氧化剂的加入量为1.5g/L_7g/L，更优选3-5g/Lo
[0017]进一步优选地，所述步骤I)中的氧化剂为无机氧化剂，优选选自氧气、氯酸钾、溴酸钾、碘酸钾、次氯酸钠、次溴酸钠、高锰酸钾、重铬酸钾等，更优选氯酸钾或溴酸钾。
[0018]在另一个优选的实施方案中，所述步骤2)中调节pH至2.5-3.5。所述pH的调节使蛋白质变性沉淀。
[0019]进一步优选地，所述步骤2)的调节pH所用的酸包括盐酸、硫酸、甲酸、乙酸，更优选盐酸或硫酸。
[0020]在另一个优选的实施方案中，所述步骤3)中，将步骤2)得到的溶液经过离子交换树脂的处理过程为:用0.02-0.05mol/L的弱酸洗涤2-6倍柱体积，优选的弱酸浓度0.03mol/L，优选的洗涤柱体积为5倍，再用1-5%，优选5%的强酸洗脱6-12倍柱体积，优选8倍柱体积。
[0021]优选地，所述弱酸为甲酸或乙酸，更优选乙酸;优选地，所述强酸为磷酸、硝酸、盐酸或硫酸，更优选硫酸。
[0022]所述步骤3)中所述离子交换树脂包括强酸型的阳离子交换树脂、弱酸型的阳离子交换树脂、强碱型的阴离子交换树脂、弱碱型的阴离子交换树脂。
[0023]所述强酸型的阳离子交换树脂优选为HD-8，苯乙烯系，粒度范围(mm):0.315-1.25>95%，质量全交换容量(mmol/g): > 4.0;例如，可购自上海华震科技有限公司；
[0024]所述弱酸型的阳离子交换树脂优选为D152，苯乙烯系，粒度范围(mm):0.315-1.25>90%,质量全交换容量(mmol/g): 2 8.0;例如，可购自上海华震科技有限公司；
[0025]所述强碱型的阴离子交换树脂优选为D201，苯乙烯系，粒度范围(mm):0.315-1.2>95%,质量全交换容量(mmol/g): 2 3.5;例如，可购自上海华震科技有限公司；
[0026]所述弱碱型的阴离子交换树脂优选为WA30，苯乙烯系，离子交换容量(meq/mL):〉1.5，粒度范围(mm):0.3-1.18 2 94%;例如，可购自三菱化学。
[0027]进一步优选地，所述步骤3)中，将步骤2)得到的溶液经过吸附树脂的处理过程为:将从离子交换树脂层析柱洗脱的GSSG溶液上柱吸附树脂层析柱，用去离子水洗脱，收集其中GSSG含量>0.2g/L的部分。
[0028]在另一个优选的实施方案中，所述步骤4)的还原剂是金属粉，优选锌粉或铁粉。在还原的过程中同时滴加一定量的稀酸。
[0029]进一步优选地，加入的还原剂的量为GSSG摩尔量的3-5倍，优选3倍，稀酸浓度为
0.5-211101/1，优选111101/1，稀酸的添加量为还原剂摩尔量的1.5-2倍，优选2倍。
[0030]所述稀酸为磷酸、硝酸、盐酸或硫酸，优选为盐酸或硫酸。
[0031]在另一个优选的实施方案中，所述步骤3)和步骤4)中所述吸附树脂可以采用非极性的吸附树脂SP207(芳香族系衍生型，离子交换容量(meq/mL):>1.5，粒度范围(mm): 20.25mm >90%，例如可购自三菱化学)、D3520(粒度范围(mm):0.3-1.2