Nghiên cứu thu nhận glutathione từ sinh khối nấm men và ứng dụng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

ĐÀM THỊ MINH PHƯƠNG

NGHIÊN CỨU THU NHẬN GLUTATHIONE TỪ SINH
KHỐI NẤM MEN VÀ ỨNG DỤNG

Chuyên ngành : Công nghệ sinh học

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
CÔNG NGHỆ SINH HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN :
GS. TS NGUYỄN THỊ HIỀN

HÀ NỘI - 2010


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu mà bản thân tôi đã trực tiếp thực
hiện. Các số liệu và kết quả trình bày trong luận văn là trung thực, khách quan và
chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác.
Hà Nội, ngày 21 tháng 10 năm 2010
Tác giả luận văn

Đàm Thị Minh Phương


LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành luận văn này tôi đã nhận được nhiều sự giúp đỡ, đóng góp ý

kiến của các thầy cô, bạn bè và đồng nghiệp.
Nhân đây tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới GS. TS Nguyễn Thị Hiền –
Giảng viên Bộ môn Công nghệ lên men, người đã có nhiều công sức tận tình hướng
dẫn, chỉ bảo và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn.
Tôi cũng xin được bày tỏ lời cảm ơn chân thành tới Ban giám hiệu Trường
Đại học Bách khoa Hà Nội, các thầy cô đang công tác và làm việc tại Viện Công
nghệ sinh học và Công nghệ thực phẩm, tập thể cán bộ Viện Đào tạo Sau đại học
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, các đồng nghiệp tại Trung tâm Công nghệ sinh
học và Công nghệ thực phẩm Hà Nội, Viện Công nghiệp thực phẩm đã giúp đỡ và
tạo mọi điều kiện cho tôi trong suốt thời gian học tập và hoàn thành luận văn.
Cuối cùng, tôi xin cảm ơn gia đình, bạn bè đã luôn cổ vũ, động viên và giúp
đỡ tôi trong thời gian học tập và hoàn thành luận văn.
Xin chân thành cảm ơn về mọi sự giúp đỡ!
Hà Nội, ngày 21 tháng 10 năm 2010
Tác giả luận văn

Đàm Thị Minh Phương


MỤC LỤC
TRANG PHỤ BÌA
LỜI CAM ĐOAN
LỜI CẢM ƠN
MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ BIỂU ĐỒ
MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN..................................................................................... 3
1.1.Glutathione ........................................................................................................ 3

1.1.1. Cấu trúc của glutathione ............................................................................ 3
1.1.2. Chức năng của glutathione ........................................................................ 5
1.1.2.1. Glutathione là chất chống oxy hoá bảo vệ tế bào ............................... 5
1.1.2.2. Glutathione là chất hỗ trợ cho hệ thống miễn dịch ............................. 7
1.1.2.3. Glutathione là chất có tác dụng khử độc trong tế bào......................... 7
1.2. Công nghệ sản xuất glutathione ..................................................................... 10
1.2.1. Sản xuất glutathione bằng phương pháp tổng hợp hoá học..................... 10
1.2.2. Sản xuất glutathione bằng phương pháp enzim....................................... 12
1.2.3. Sản xuất glutathione bằng phương pháp lên men vi sinh vật .................. 15
1.2.3.1. Vi sinh vật tổng hợp glutathione....................................................... 15
1.2.3.2. Tổng hợp glutathione bằng vi sinh vật tái tổ hợp ............................. 17
1.2.4. Tối ưu hóa quá trình lên men tổng hợp glutathione ................................ 19
1.3. Saccharomyces cerevisiae và sự tổng hợp glutathione .................................. 22
1.3.1. Nấm men Saccharomyces cerevisiae....................................................... 22
1.3.2. Sinh tổng hợp GSH từ nấm men Saccharomyces.................................... 24
1.4. Ứng dụng của glutathione ............................................................................. 30
CHƯƠNG 2. NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..... 33
2.1. Nguyên vật liệu............................................................................................... 33
2.1.1.Vi sinh vật và môi trường............................................................................. 33
2.1.2. Rau má tươi.............................................................................................. 34
2.2. Thiết bị............................................................................................................ 34
2.3. Phương pháp nghiên cứu................................................................................ 35


2.3.1. Phương pháp phân tích hóa lý ................................................................. 35
2.3.1.1. Phân tích hàm lượng glutathione trong sinh khối tế bào nấm men . 35
2.3.1.2. Phân tích hàm lượng đường .............................................................. 35
2.3.1.3. Phân tích protein ............................................................................... 36
2.3.2. Phương pháp công nghệ .......................................................................... 36
2.3.2.1. Phương pháp lên men phòng thí nghiệm .......................................... 36

2.3.2.2. Phương pháp thu nhận sinh khối nấm men chứa GSH ..................... 36
2.3.2.3. Phương pháp tạo bột sinh khối nấm men chứa GSH ........................ 37
2.3.2.4. Phương pháp thu hồi GSH từ sinh khối nấm men ............................ 37
2.3.3. Phương pháp cảm quan ........................................................................... 38
2.3.4. Phương pháp qui hoạch thực nghiệm ...................................................... 38
2.2.5. Ứng dụng tạo bột rau má tan chứa glutathione........................................ 38
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN.............................. 39
3.1. Nghiên cứu lựa chọn chủng giống.................................................................. 39
3.1.1. Nghiên cứu lựa chọn chủng nấm men có khả năng sinh tổng hợp GSH. 39
3.1.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của việc bổ sung axit amin đến hiệu suất tổng
hợp GSH của các chủng nấm men được lựa chọn............................................. 40
3.2. Nghiên cứu lựa chọn thành phần môi trường nuôi cấy thích hợp cho quá trình
sinh tổng hợp GSH của chủng Saccharomyces sp. TBS ....................................... 43
3.2.1. Ảnh hưởng của nguồn dinh dưỡng cacbon đến khả năng sinh tổng hợp
GSH.................................................................................................................... 43
3.2.2. Ảnh hưởng của nguồn nitơ đến khả năng sinh tổng hợp GSH................ 46
3.2.3. Ảnh hưởng của các muối khoáng và nguyên tố vi lượng đến khả năng
sinh tổng hợp GSH ............................................................................................ 49
3.2.4. Ảnh hưởng của một số axit amin và vitamin đến khả năng sinh tổng hợp
GSH.................................................................................................................... 52
3.3. Nghiên cứu lựa chọn và tối ưu hóa điều kiện công nghệ nuôi cấy thích hợp
cho quá trình sinh tổng hợp glutathione bằng phương pháp lên men chìm .......... 54
3.3.1. Tối ưu hóa điều kiện nhiệt độ, pH, thời gian nuôi cấy và tỷ lệ nhân
giống ................................................................................................................. 54
3.3.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ thông khí đến khả năng tổng hợp
GSH ................................................................................................................... 59
3.3.3. Ảnh hưởng của thời điểm bổ sung L-cysteine đến khả năng sinh tổng hợp
GSH.................................................................................................................... 60

3.3.4. Ảnh hưởng của phương thức lên men đến khả năng sinh tổng hợp
GSH ................................................................................................................... 61
3.4. Nghiên cứu xác định phương pháp thu hồi glutathione từ sinh khối nấm men .... 65
3.4.1. Nghiên cứu lựa chọn phương pháp thu hồi sinh khối nấm men.............. 65
3.4.2. Phương pháp tạo bột sinh khối nấm men giàu GSH ............................... 66
3.4.2.1. Lựa chọn phương pháp tạo bột sinh khối nấm men giàu GSH......... 66
3.4.2.2. Xác định chế độ sấy phun thích hợp ................................................. 67
3.4.2.3. Nghiên cứu phương pháp bảo quản, bảo tồn hoạt tính sinh học của
bột sinh khối nấm men giàu GSH .................................................................. 70
3.4.3. Nghiên cứu lựa chọn phương pháp tách chiết GSH từ sinh khối tế bào
nấm men............................................................................................................. 72
3.4.2.1. Phương pháp tách chiết có phá vỡ tế bào ......................................... 73
3.4.2.2. Phương pháp tách chiết GSH không phá vỡ tế bào nấm men .......... 75
3.5. Nghiên cứu tạo bột rau má tan có chứa GSH................................................. 76
3.5.1. Nghiên cứu tỷ lệ phối trộn tạo sản phẩm bột rau má tan chứa GSH ....... 78
3.5.2. Ảnh hưởng của các loại bao bì đến chất lượng sản phẩm trong thời gian
bảo quản............................................................................................................. 78
3.5.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian bảo quản đến hàm
lượng glutathione của bột rau má tan ................................................................ 79
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................ 81
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

GSH

Glutathione

GSSG

Glutathione disulfide

ROS

Reactive oxygen species: Các phân tử oxy hoạt động

SOD

Enzym superoxidedismutaza

ELF

Ephithelial lung fluid: Dịch màng phổi

DCOP

Chronic obstructive pulmonary disease: Bệnh phổi tắc nghẽn mãn tính

SARD

Acute respiratory distress syndrome: Hội chứng suy hô hấp cấp

GSHI

γ - glutatmylcysteine synthetaza

GSHII

Enzym glutathione synthetaza

γ - GTP

γ - glutamyl transpeptidaza

NTG

N-methyl-N’-nitro-N-nitrosoguanidine

MG

methylglyoxal

EMS

Ethylmethane sulfonate

POL

Lipid peroxidation: Sự peroxit hóa lipit

aa

Axit amin

DTNB

2, 2’ dinitro – 5, 5’ dithiobenzoic axit

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1. Thống kê các giai đoạn phát triển sản xuất glutathione ..........................11
Bảng 1.2. Thống kê các nghiên cứu sử dụng phương pháp enzim để sản xuất GSH
bằng vi sinh vật .........................................................................................................14
Bảng 1.3. Thống kê các nghiên cứu, sản xuất glutathione bằng phương pháp lên
men sử dụng các vi sinh vật tự nhiên........................................................................17
Bảng 1.4. Thống kê các nghiên cứu ứng dụng vi sinh vật tái tổ hợp trong sản xuất
glutathione.................................................................................................................19
Bảng 2.1. Các chủng nấm men có khả năng sinh tổng hợp GSH .............................33
Bảng 2.2. Thành phần môi trường nuôi cấy..............................................................34
Bảng 3.1. Nghiên cứu lựa chọn các chủng nấm men có khả năng tổng hợp GSH ...40
Bảng 3.2. Ảnh hưởng của sự bổ sung các axit amin đến hiệu suất tổng hợp sinh khối
và GSH của các chủng nấm men...............................................................................41
Bảng 3.3. Ảnh hưởng của nguồn dinh dưỡng cacbon đến phát triển và tổng hợp
glutathione của chủng nấm men................................................................................44
Bảng 3.4. Ảnh hưởng của nồng độ glucoza đến hiệu suất tổng hợp sinh khối tế bào
và glutathione của chủng nấm men Saccharomyces sp. TBS...................................45
Bảng 3.5. Ảnh hưởng của nguồn nitơ đến phát triển và tổng hợp glutathione của
chủng nấm men Saccharomyces sp. TBS .................................................................46
Bảng 3.6. Kết quả lựa chọn hàm lượng nguồn nitơ thích hợp cho chủng nấm men
Saccharomyces sp. TBS tổng hợp sinh khối và GSH ..............................................48
Bảng 3.7. Ảnh hưởng của muối khoáng và nguyên tố vi lượng đến phát triển và
tổng hợp glutathione của chủng nấm men Saccharomyces sp. TBS .........................50
Bảng 3.8. Lựa chọn nồng độ KH2PO4 và ZnSO4 thích hợp cho chủng nấm men
Saccharomyces sp. TBS phát triển và tổng hợp glutathione.....................................51
Bảng 3.9. Ảnh hưởng của sự bổ sung một số axit amin và vitamin đến sự phát triển
và tổng hợp glutathione của chủng nấm men Saccharomyces sp. TBS....................53
Bảng 3.10. Mức thí nghiệm của các yếu tố...............................................................54
Bảng 3.11. Ma trận thực nghiệm và kết quả thực nghiệm theo ma trận ...................55

Bảng 3.12. Bảng kết quả phân tích hồi qui tuyến tính ..............................................56
Bảng 3.13. Kết quả thực nghiệm ở điểm lựa chọn tối ưu .........................................58
Bảng 3.14. Ảnh hưởng của chế độ thông khí đến sự phát triển và tổng hợp GSH của
chủng nấm men Saccharomyces sp. TBS .................................................................59
Bảng 3.15. Ảnh hưởng của lưu lượng khí cấp tới sự phát triển và tổng hợp GSH của
chủng nấm men Saccharomyces sp. TBS .................................................................60
Bảng 3.16. Ảnh hưởng của thời điểm bổ sung axit amin L-cysteine đến hiệu suất
tổng hợp sinh khối và GSH của chủng nấm men Saccharomyces sp. TBS..............61
Bảng 3.17. Động học lên men tổng hợp sinh khối tế bào và GSH của chủng nấm men
Saccharomyces sp. TBS khi nuôi cấy theo mẻ và theo mẻ có tiếp thêm môi trường ............62
Bảng 3.18. Nghiên cứu lựa chọn phương pháp thu hồi sinh khối nấm men
Saccharomyces sp. TBS chứa GSH nội bào .............................................................66
Bảng 3.19. Ảnh hưởng của chế độ sấy phun đến hiệu suất thu hồi GSH .................68
Bảng 3.20. Ảnh hưởng của các loại bao bì khác nhau tới độ ẩm và hàm lượng GSH
trong sản phẩm bột sinh khối nấm men chứa glutathione sau quá trình bảo quản 3 tháng ...70
Bảng 3.21. Ảnh hưởng của axít ascorbic đến chất lượng cảm quan và hàm lượng
glutathione trong bột sinh khối nấm men sấy phun ..................................................71
Bảng 3.22. Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian bảo quản đến hàm lượng
glutathione của bột sinh khối nấm men Saccharomyces sp. TBS.............................72
Bảng 3.23. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ bi và sinh khối nấm men........74
Bảng 3.24. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian phá tế bào .......................74
Bảng 3.25. Kết quả của tỷ lệ phối trộn tạo sản phẩm rau má tan chứa glutathione..78
Bảng 3.26. Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian bảo quản đến hàm lượng
glutathione của bột sinh khối nấm men Saccharomyces sp. TBS.............................80


DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ BIỂU ĐỒ
Hình 1.1. Công thức cấu tạo của glutathione ..............................................................3

Hình 1.2. Cấu trúc của GSH (bên trái) và GSSG (bên phải) ......................................4
Hình 1.3. Một vài khả năng cho electron của GSH ....................................................6
Hình 1.4. Con đường sinh tổng hợp và các vai trò sinh lý của GSH trong tế bào vi
sinh vật ......................................................................................................................12
Hình 1.5. Một số sản phẩm GSH thương mại...........................................................16
Hình 1.6. Cấu tạo tế bào nấm men ............................................................................23
Hình 1.7. Chu trình γ-glutamyl .................................................................................24
Hình 1.8. Sự vận chuyển và trao đổi sulfua trong S. cerevisiae ...............................27
Hình 1.9. Mô hình tổng hợp GSH, vận chuyển và trao đổi chất GS-X trong nấm
men S. cerevisiae.......................................................................................................28
Hình 1.10. Sự trao đổi chất methanol trong nấm men ưa methyl .............................29
Hình 3.1. Chủng nấm men Saccharomyces sp. TBS ................................................43
Hình 3.2. Kết quả bề mặt đáp ứng với hai yếu tố thời gian nuôi cấy và tỷ lệ giống cố
định............................................................................................................................57
Hình 3.3. Kết quả bề mặt đáp ứng với hai yếu tố pH và tỷ lệ giống cấp 1 cố định ..58
Hình 3.4. Động học của quá trình lên men tổng hợp sinh khối tế bào của chủng nấm
men Saccharomyces sp. TBS khi nuôi cấy theo mẻ và theo mẻ có tiếp thêm môi trường...........63
Hình 3.5. Quy trình công nghệ tạo bột sinh khối nấm men giàu GSH .....................69
Hình 3.6. Quy trình tạo bột rau má tan chứa GSH....................................................77
Biểu đồ 3.1. Ảnh hưởng của phương pháp sấy đến hiệu suất thu hồi sinh khối nấm
men chứa GSH .......................................................................................................... 67
Biểu đồ 3.2. Ảnh hưởng của phương pháp tách chiết đến hiệu suất thu hồi GSH ... 73
Biểu đồ 3.3. Ảnh hưởng của nồng độ cồn đến hiệu suất tách chiết GSH ................. 75
Biểu đồ 3.4. Ảnh hưởng của các loại bao bì khác nhau tới độ ẩm và hàm lượng GSH
trong sản phẩm bột rau má tan sau quá trình bảo quản 3 tháng................................ 79


MỞ ĐẦU
Glutathione là một tripeptit được cấu tạo từ L-glutamate, L-cysteine và
glycine hay còn được biết đến dưới cái tên GSH có mặt ở hầu hết mọi tế bào sống

và đóng vai trò quan trọng trong lĩnh vực chuyển hoá, vận chuyển và bảo vệ tế bào.
GSH có hoạt tính chống oxy hoá các gốc tự do trong tế bào và có khả năng thải độc
tố trong gan rất cao. Chính vì vậy GSH đóng vai trò rất quan trọng trong nhiều lĩnh
vực y sinh bao gồm cả enzim học, dược học, liệu pháp điều trị, độc tố học, nội tiết
và vi sinh vật học.
Hiện tượng thiếu hụt GSH ở nhiều vùng cơ thể có thể xảy ra khi tuổi già
hoặc mắc một số bệnh, vì vậy lúc này người ta có thể dùng GSH ở dạng thuốc uống
hoặc thuốc tiêm để nâng cao mức GSH. GSH có thể được sử dụng để chống lão
hoá, bổ gan, tăng cường miễn dịch đối với các bệnh nhân ung thư sau hoá trị liệu và
xạ trị, và đặc biệt để chống lão hoá da, để da trắng sáng hơn người ta thường dùng
các loại kem có chứa thành phần GSH.
Do tầm quan trọng của GSH đối với sức khỏe con người mà kể từ khi phát
hiện đến nay, rất nhiều nước có nền công nghiệp vi sinh phát triển trên thế giới như
Mỹ, Canada, Hà Lan, Ba Lan, Nhật Bản, Đài Loan, Trung Quốc, Hàn Quốc,… hầu
như không có nước nào bỏ qua lĩnh vực nghiên cứu và sản xuất GSH.
GSH đã được nghiên cứu và sản xuất ở quy mô bán công nghiệp bằng
phương pháp lên men nuôi cấy chìm sử dụng các chủng nấm men tự nhiên hoặc đột
biến (như Saccharomyces cerevisiae hoặc Candida utilis). GSH được tổng hợp chủ
yếu trong tế bào nấm men (GSH nội bào) và có thể tiết một lượng nhỏ ra ngoài môi
trường nuôi cấy (GSH ngoại bào) khi áp dụng các giải pháp công nghệ khác nhau,
sinh khối nấm men giàu GSH được thu nhận bằng phương pháp ly tâm, xử lý và sấy
khô. GSH dạng tinh khiết được tách chiết từ sinh khối và dịch nuôi cấy, tinh sạch và
tạo các sản phẩm dạng dịch hoặc bột.
Hiện nay, các sản phẩm chứa GSH được người dân nhiều nước trên thế giới
sử dụng rộng rãi dưới dạng dược phẩm như thuốc chống lão hóa hay chất bổ sung
trong thực phẩm và công nghiệp mỹ phẩm [74]. Trên thị trường Việt Nam cũng có

1

các sản phẩm GSH nhưng chủ yếu là nhập khẩu của các nước Mỹ, Đài Loan với giá
thành cao mà chưa có các sản phẩm do trong nước sản xuất.
Vì vậy, vấn đề nghiên cứu công nghệ sản xuất GSH, cải tiến và hoàn thiện,
nâng cao hiệu suất sản xuất, hạ giá thành của sản phẩm này luôn luôn dành được sự
quan tâm của các nhà khoa học, các doanh nghiệp sản xuất dược phẩm và các chế
phẩm công nghệ sinh học ở nhiều nước trên thế giới nói chung và Việt nam nói
riêng.
Để đạt được mục tiêu này, chúng tôi đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu thu
nhận glutathione từ sinh khối nấm men và ứng dụng”. Đề tài gồm các nội dung
sau:
-

Lựa chọn chủng nấm men có khả năng sinh tổng hợp glutathione cao

-

Tối ưu hóa các điều kiện của quá trình lên men và thu nhận chế phẩm giàu
GSH.

-

Nghiên cứu khả năng ứng dụng của GSH vào một số đồ uống.

2


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1.Glutathione
1.1.1. Cấu trúc của glutathione
Glutathione là chất phi protein dạng thiol cơ bản trong hệ thống chống oxy

hóa bảo vệ tế bào, được phân bố rộng rãi trong các tổ chức sống, và đặc biệt nhiều
nhất trong tế bào các sinh vật nhân thật (eukaryotic) [50]. Glutathione được tìm thấy
lần đầu tiên vào năm 1888 khi tách chiết tế bào nấm men sản xuất bánh mỳ bằng
cồn ethanol và lúc đó được gọi tên là “philothion”. Tên gọi này sau đó được chuyển
thành glutathione (GSH) vào năm 1921 khi cấu trúc phân tử của nó được xác định
[64]. Glutathione là một peptit ngắn với thành phần gồm ba gốc axit amin cysteine,
axit glutamic, glycine và hoạt tính của nó được quyết định bởi nhóm thiol (-SH) của
cysteine. Glutathione là một chất duy nhất được tạo ra ở tất cả các loại tế bào sống
của động vật có vú, nhiều nhất là ở gan, thận với nồng độ ở mức milimol, còn trong
huyết tương và nước tiểu hàm lượng GSH thấp hơn nhiều, chỉ ở mức micromol.

Hình 1.1. Công thức cấu tạo của glutathione

Glutathione tồn tại dưới hai dạng: dạng khử thường được gọi là glutathione
hay GSH và dạng oxy hóa là một hợp chất có chứa liên kết –S – S – thường được
biết đến dưới cái tên glutathione disulfide hay GSSG [38].

3


Hình 1.2. Cấu trúc của GSH (bên trái) và GSSG (bên phải) [38]
Khoảng 90% glutathione tồn tại dưới dạng khử GSH giàu electron, thậm chí
trong các tế bào giàu GSSG thì hàm lượng của nó rất hiếm khi đạt tới 10% tổng số
glutathione. Dạng khử có thể chuyển sang dạng oxy hóa khi tế bào rơi vào tình
trạng stress oxy hóa (trạng thái mất cân bằng giữa gốc tự do và các chất chống oxy
hóa) và có thể chuyển lại dạng khử bằng phản ứng nhờ sự xúc tác của enzim
glutathione reductaza [47]. Ví dụ: Glutathione disulfide (GSSG) là dạng oxy hóa
của GSH có thể trở lại dạng khử bởi enzim glutathione reductaza với sự tiêu thụ
NADPH [16]. Ngoài ra, glutathione có thể kết hợp với protein để tạo thành dạng
protein – glutathione như dạng hỗn hợp với disulfide GS – S – CoA, GS – S – Cys

và GS – S – protein [66]. Sự kết hợp giữa GSH và protein được thực hiện theo con
đường glutathione hóa. Một số các sản phẩm của quá trình glutathione hoá protein
như glutathionyl-hemoglobin có thể được sử dụng như một chỉ thị lâm sàng trong
xét nghiệm xác định sự cố stress oxy hóa trong máu người [15]. Thế oxy hoá khử
(redox) của tế bào phụ thuộc vào tỷ lệ giữa dạng khử và dạng oxy hóa của
glutathione (GSH/GSSH) và tỷ lệ này là một yếu tố xác định quan trọng về trạng

4


thái của tế bào. Trong điều kiện bình thường, thế oxy hoá khử của hai dạng
glutathione này trong tế bào động vật có vú ở nồng độ khoảng giữa 1 và 10 mM, với
dạng khử cao hơn nhiều so với dạng oxy hóa. Trong các tế bào ở trạng thái nghỉ, tỷ
lệ này vượt quá 100, còn ở các tế bào đang bị hàng loạt các stress oxy hóa, tỷ lệ này
giảm xuống giá trị giữa 10 và 1 [18]. Vì vậy, sự xác định các dạng GSH trong các
mẫu sinh học là một chỉ tiêu rất quan trọng trong việc tìm hiểu về vai trò của GSH
trong vấn đề sức khỏe và bệnh tật của con người.
Cấu trúc của glutathione có hai đặc trưng đó là: một nối γ - glutamyl và một
nhóm sulphyhydryl. Cấu trúc này làm cho GSH dễ dàng tham gia vào một số lượng
rất lớn các phản ứng sinh học chức năng trong cơ thể như chuyển axit amin, tổng
hợp protein và axit nucleic, giữ cho các enzim ở dạng hoạt động, điều hòa hướng
của gốc hexoza monophosphat, chống các ảnh hưởng của tia phóng xạ, nội độc tố,
và cải thiện các tổn thương do nhiễm trùng và các bệnh tim mạch.
Trong tế bào, sự tổng hợp và phân hủy GSH được tiến hành theo các phản
ứng của chu trình γ - glutamyl. Các cơ quan chính tham gia vào chu trình này là gan
và thận, ngoài ra còn có các cơ quan, tế bào khác như lách, thuỷ tinh thể, hồng cầu
và bạch cầu.
1.1.2. Chức năng của glutathione
Mặc dù GSH đã được chứng minh tham gia vào nhiều quá trình sinh lý, đóng
vai trò rất quan trọng và đa dạng, các chức năng chính của GSH có thể tóm lại theo

ba con đường: là chất chống oxy hóa, chất hỗ trợ cho hệ thống miễn dịch và là chất
có tác dụng khử độc trong các cơ quan cơ thể sinh vật nhân thật bậc cao [63].
1.1.2.1. Glutathione là chất chống oxy hoá bảo vệ tế bào
Trước hết là khả năng cho điện tử rất mạnh của GSH và sự có mặt trong nội
bào ở nồng độ cao (ở mức milimol: 0,5-10 mM) làm cho glutathione có khả năng
bảo vệ tế bào khỏi bị phá huỷ bởi sự oxy hoá.
Glutathione tham gia vào phản ứng chuyển hydro hóa với các chức năng
hình thành và giữ gìn nhóm sulphyhydryl của các enzim (như coenzyme A và các

5


enzim khác) và của các protein ở dạng khử, đó là yêu cầu cần thiết để các tế bào
thực hiện các chức năng của chúng một cách bình thường. Các tế bào sẽ bị phá huỷ
khi không thể giữ được hàm lượng GSH ở mức cần thiết.
Chức năng chống oxy hoá của glutathione phụ thuộc trước hết vào vai trò nó
là một thành phần của chu trình hoạt động của các enzim như GSH peroxidaza,
GSH reductaza để giúp tế bào chống lại các loại phân tử oxy hoạt động (ROS –
reactive oxygen species) bao gồm ion oxy, gốc tự do và các peroxyd vô cơ và hữu
cơ. Glutathione peroxidaza (GSHPx) xúc tác chuyển hoá H2O2 được hình thành khi
enzim superoxidedismutaza (SOD) thuỷ phân đặc hiệu gốc tự do O2- (anion
superoxide) thành H2O. Glutathione reductaza chứa flavin adenine dinucleotid
(FAD) xúc tác phản ứng khử phân tử glutathione ở dạng oxy hoá GSSG thành 2
phân tử glutathione ở dạng khử. Điều đó làm cho GSH trở thành một chất chống
oxy hóa quan trọng để bảo vệ DNA, protein và các phân tử sinh học khác khỏi bị
phá hủy do quá trình oxy hóa.

Hình 1.3. Một vài khả năng cho electron của GSH [38]

6

1.1.2.2. Glutathione là chất hỗ trợ cho hệ thống miễn dịch
Glutathione đóng vai trò rất quan trọng trong chức năng miễn dịch thông qua sự
sản xuất các tế bào bạch cầu, một trong những tác nhân chống virut mạnh nhất được
biết đến hiện nay. Glutathione có ảnh hưởng đặc biệt trong quá trình hoạt động của
các tế bào lympho (tế bào bạch huyết) với chức năng bảo vệ và kích thích sự hoạt
động của các tế bào bạch huyết. Hiện tượng suy kiệt GSH sẽ dẫn đến sự gây độc tế
bào ở các tế bào bạch huyết, ảnh hưởng tới việc các tế bào T của hệ bạch huyết tiết
ra các phân tử có tác dụng chống lại các tế bào ngoại lai [23,63].
1.1.2.3. Glutathione là chất có tác dụng khử độc trong tế bào
Glutathione có thể tương tác với các điện tử ngoại sinh và có tác dụng khử
độc cho tế bào. Khi có các sinh thể lạ (xenobiotic) xuất hiện trong tế bào, GSH sẽ
tương tác với chúng, chuyển hóa chúng nhờ enzim glutathione – S – transferaza và
cuối cùng được đào thải ra theo nước tiểu hoặc phân ở dạng axit mercapturic. Vai
trò của GSH trong bảo vệ chống stress oxy hóa, khử độc tố và sự tồn tại của nó ở
dạng khử là yếu tố chìa khóa trong việc gìn giữ sức khỏe vì tác dụng tự bảo vệ tế
bào của GSH rất mạnh, rất linh hoạt và rất quan trọng. Điều đó cũng có nghĩa là sự
giảm nồng độ GSH và sự thiếu hụt GSH ở các cơ quan trong cơ thể sẽ gây ra rất
nhiều bệnh như bệnh nhiễm virut làm suy giảm hệ miễn dịch ở người (HIV), xơ
gan, các bệnh về phổi, rối loạn hệ tiêu hóa và tụy tạng, tiểu đường, ung thư, các
bệnh của hệ thần kinh và bệnh lão hóa [80].
- Trong bệnh HIV, các stress oxy hoá diễn ra ở tất cả các giai đoạn của bệnh
và GSH được tìm thấy với nồng độ rất thấp trong huyết tương, hồng cầu, tế bào T,
các tế bào bạch huyết và bạch cầu đơn nhân khác. Thậm chí trẻ em nhiễm HIV cũng
có nồng độ GSH rất thấp trong huyết tương. Sự suy dinh dưỡng và các biểu hiện
của hội chứng suy giảm miễn dịch (AIDs) có thể do HIV đã làm suy yếu, cạn kiệt
và vô hiệu hóa tác dụng của GSH trong dịch màng phổi (ELF) đã dẫn đến sự nhiễm
trùng cơ hội [12].

7


- Sự thiếu hụt GSH được xem như là một yếu tố góp phần gây tổn thương
gan, đẩy nhanh tốc độ tiến triển của các bệnh liên quan đến sự suy giảm gan. Những
bệnh nhân bị xơ gan thì có hàm lượng GSH giảm từ 4 đến 8 lần so với người bình
thường. Những người bị bệnh gan do rượu, hàm lượng GSH dạng khử thấp dưới
mức bình thường còn dạng oxy hóa GSSG thì ở mức cao. Trong bạch cầu đơn nhân
của các bệnh nhân viêm gan C, GSH đã bị phá hủy bởi các virut viêm gan [11].
- Sự thiếu hụt GSH cũng là nguyên nhân của bệnh phổi như bệnh phổi tắc
nghẽn mãn tính (DCOP), hội chứng suy hô hấp cấp (SARD), bệnh phổi trẻ sơ sinh
và bệnh hen. Trong các bệnh nhân bị bệnh xơ hoá tế bào phổi tự phát, SARD và có
HIV dương tính, hàm lượng GSH trong dịch màng phổi thấp dưới mức bình thường
với số lượng GSH thấp và GSSG cao. Với trẻ em bị đẻ non, hàm lượng GSH trong
dịch màng phổi là nhân tố quan trọng để bảo vệ cuộc sống. Các trẻ em mới sinh có
hàm lượng GSH trong dịch màng phổi thấp có nguy cơ mắc các bệnh mãn tính về
phổi rất cao [12].
- Ở các bệnh nhân mắc bệnh ung thư đường tiêu hóa như dạ dày, đại tràng do
nhiễm vi khuẩn Helicobacter pylori cũng có mức GSH thấp với lượng GSSG cao
[48].
- Nồng độ rất thấp của glutathione trong huyết tương cũng được biểu hiện ở
các bệnh nhân có bệnh tuỵ mãn tính liên quan đến rượu và các bệnh nhân viêm tuỵ
cấp, trong các trường hợp này cần thiết phải bổ sung thêm GSH [27, 38].
- Những người bị bệnh tiểu đường có hàm lượng GSH thấp trong hồng cầu
và tiểu cầu. Sự tập luyện vừa phải sẽ giúp nâng GSH lên mức bình thường ở các
bệnh nhân tiểu đường, tuy nhiên nếu tập luyện quá sức có thể dẫn đến làm suy kiệt GSH
[82].
- Đã và đang có nhiều nghiên cứu về ảnh hưởng của GSH với bệnh ung thư
liên quan đến tốc độ phát triển nhanh của các khối u và sự rối loạn chức năng của
các enzim trong chu trình tổng hợp GSH của tế bào, đặc biệt là enzim GST Glutathione S – transferaza [30].

8


- Từ năm 1954, theo lý thuyết về gốc tự do, thì sự lão hoá là kết quả của sự
tích tụ các tổn thương không được phục hồi gây ra bởi các gốc tự do (đặc biệt là
lipit và các tổ chức màng tế bào bị oxy hoá tạo ra peroxyd lipid). Nhiều công trình
nghiên cứu đã chứng minh rằng khả năng bảo vệ tế bào chống oxy hoá liên quan
đến sự suy kiệt GSH nội bào. Ở người có tuổi, mặc dù vẫn khoẻ nhưng nồng độ
GSH trong máu giảm rất rõ rệt so với người trẻ tuổi [62]. Khi mức GSH trong tế
bào ở mức bình thường, GSH sẽ có tác dụng khử bớt các gốc tự do sinh ra và góp
phần giảm bớt các dấu hiệu lão hoá. Khi GSH bị thiếu hụt, mức độ lão hoá sẽ tiến
triển nhanh hơn và sự bổ sung GSH vào cơ thể sẽ hỗ trợ việc loại bỏ các peroxid
độc hại, ức chế quá trình POL để ngăn chặn giảm thiểu dấu hiệu của sự lão hoá ở
mức độ tế bào.
- Glutathione đóng vai trò cực kỳ quan trọng đối với não. So với các cơ quan
khác trong cơ thể con người, não rất dễ bị các gốc tự do tấn công vì nó là nơi tập
trung cao oxy. Các tế bào não người tiêu thụ tới 20% lượng oxy cần thiết cho toàn
bộ cơ thể trong khi khối lượng của nó chỉ chiếm 2% trọng lượng cơ thể, vì vậy não
là nơi phát sinh ra một số lượng rất lớn ROS trong quá trình oxy hoá và phosphoryl
hoá. Ngoài ra, nồng độ các ion kim loại khá lớn ở một vài vùng trong não lại là
nhân tố xúc tác thúc đẩy sự tạo thành ROS. Não rất dễ bị tổn thương bởi ROS vì nó
là tổ chức rất giàu lipit, đặc biệt là các axit béo không no, là cơ chất chính của phản
ứng peroxyd hoá lipid bên cạnh đó hoạt tính của các enzim SOD, catalaza và
glutathione peroxidaza trong não thấp hơn so với gan và thận. Vì vậy trong não phải
tồn tại một hệ thống chống oxy hoá rất hiệu quả và GSH được coi như là một loại
hocmon thần kinh với não do các nguyên nhân như sau: (1) nó tồn tại ở dạng ngoại
bào trong não; (2) giải phóng khỏi tế bào não sau khi đã kích thích sự hoạt động của
tế bào; (3) bám dính đặc hiệu vào các thụ cảm (receptors) ngoại bào; (4) kích thích
sự phát tín hiệu trong các tế bào thần kinh đệm dạng sao; (5) kích thích cảm ứng của

dòng natri trong vỏ não. Sự thiếu hụt và suy kiệt GSH trong não được tìm thấy ở
các bệnh nhân Alzheimer, Parkinson [20]. Các bệnh nhân có các khiếm khuyết về

9


chu trình γ - glutamyl là những người thiểu năng trí tuệ và có nhiều biểu hiện khiếm
khuyết khác về não bộ [51].
1.2. Công nghệ sản xuất glutathione
Cùng với việc tổng kết các kết quả nghiên cứu, khám khá, mô tả vai trò sinh
lý của GSH ở người, mô tế bào động, thực vật và vi sinh vật [16,64,65,66], thì các
công nghệ sản xuất loại peptit ngắn có ba gốc axit amin (tripeptit) rất quan trọng
này bằng công nghệ sinh học trong khoảng hơn 30 năm gần đây cũng đã được tóm
tắt và đánh giá.
Với việc phát hiện ra sự tồn tại của GSH trong các cơ thể sống, sự tách chiết
GSH bằng dung môi từ mô tế bào động vật, thực vật cũng đã được thử nghiệm như
một cách tạo ra sản phẩm. Tuy nhiên, do hạn chế của nguồn nguyên liệu thô, hàm
lượng GSH nội bào thấp nên sản phẩm cuối cùng có giá thành đắt gây hạn chế đến
việc áp dụng các sản phẩm này. Sản xuất GSH có thể sử dụng ba phương pháp đó là
phương pháp tổng hợp hoá học, phương pháp enzim và phương pháp lên men vi
sinh vật.
1.2.1. Sản xuất glutathione bằng phương pháp tổng hợp hoá học
Hơn 70 năm trước đã có ý kiến cho rằng có thể sản xuất GSH bằng con
đường tổng hợp hóa học [29]. Sự hình thành và mất đi của tác nhân bảo vệ nhóm
sulphyhdryl của gốc cysteine là bước quyết định cốt yếu trong quá trình tổng hợp
GSH [21]. Mặc dù quy trình tổng hợp hóa học GSH đã được thương mại hóa từ
những năm 1950, nhưng GSH được tổng hợp hóa học là một hỗn hợp không có hoạt
tính của hai đồng phân D- và L-, trong khi chỉ có dạng L- mới có hoạt tính sinh lý vì
vậy cần phải tách được dạng L- ra khỏi dạng D-.
Từ nghiên cứu chi tiết về quá trình sinh tổng hợp của GSH trong gan và các

đặc trưng của chu trình này [14], sự tổng hợp GSH bằng con đường enzim và lên
men đã được khám phá. GSH được tổng hợp trong 2 phản ứng enzim chính phụ
thuộc ATP liên tục kế tiếp nhau trong một chuỗi gồm 6 phản ứng xúc tác enzim
[50]. Chu trình này có tên gọi là chu trình γ-glutamyl. Dipeptit γ-glutamylcysteine

10


(γ-GC) được tổng hợp đầu tiên từ L-axit glutamic và L-cysteine bằng γ–
glutamylcysteine synthetaza (hay còn có tên gọi là enzim glutamat-cysteine ligaza,
EC 6.3.2.2 GSHI). Trong bước thứ 2, được xúc tác bởi enzim glutathione
synthetaza (EC 6.3.2.3 GSHII), glycine được đưa vào vị trí C cuối của γ-GC để tạo
thành GSH. Nói chung, hoạt tính của GSHI bị kìm hãm từng đợt (nhưng không phải
là GSSG) để tránh sự siêu tổng hợp GSH, nó là của tín hiệu sinh lý [68]. Trong lúc
đó, tế bào GSH có thể bị phá hủy bởi γ-glutamyltranspeptidaza (γ-GTP) thành một
nửa γ-glutamyl, rất quan trọng trong sự chuyển các axit amin. Để siêu tổng hợp
GSH người ta thường dùng enzim hoặc là tế bào nguyên vẹn xúc tác, ngoài ra sự
tách GSHI từ sự kìm hãm từng đợt bằng GSH hoặc vô hoạt hoặc gây thiếu hụt γGTP là cần thiết.
Bảng 1.1 tổng kết các tiến bộ về sản xuất GSH trong công nghệ sinh học.
Qua các số liệu này, sản xuất GSH bằng con đường enzim đã không được thương
mại hóa do giá thành cao.
Bảng 1.1. Thống kê các giai đoạn phát triển sản xuất glutathione [47]
TT

Các nghiên cứu sản xuất GSH

Thời gian

1

1976-1985

2

Nhân giống nấm men (chủ yếu là Saccharomyces cerevisiae
và Candida utilis) để sản xuất GSH sử dụng phương pháp lên
men hoặc enzim
Tinh sạch glutathione từ hệ thống sinh học

3

Lựa chọn vi khuẩn để sản xuất GSH bằng phương pháp enzim

1976-1987;
1993 - 1998
1978-1991

4

Thiết kế hệ thống ATP

1978-1982

5

1982-1990

6

Sinh học phân tử tổng hợp GSH trong E. coli và thiết kế E.

coli tái tổ hợp để sản xuất GSH
Thiết kế S. cerevisiae tái tổ hợp để sản xuất GSH

7

Tối ưu hóa và kiểm soát quá trình sản xuất GSH

8

Sản xuất GSH bằng vi khuẩn lactic

11

1986-1990
1997 đến
nay
2001 đến
nay


1.2.2. Sản xuất glutathione bằng phương pháp enzim
Đây là phương pháp tổng hợp glutathione trong tế bào cơ thể sống trên cơ sở
quá trình vận chuyển các axit amin qua màng tế bào. Một trong những cơ chế tổng
hợp này là chu trình γ - glytamyl ở thận. Glutamate được chuyển thành γ glutamylcystein nhờ enzim γ - glutamyl transpeptitdaza với sự có mặt của cysteine
và tiếp tục chuyển thành glutathione với sự có mặt của glycine. Chu trình này cần
năng lượng với 2 phân tử adenosyl triphotphat (ATP) và cả 3 axit amin tiền chất của
glutathione là L - glutamic axit (glutamate), L - cysteine và glycine [47].

Hình 1.4. Con đường sinh tổng hợp và các vai trò sinh lý của GSH trong tế bào
vi sinh vật [38]

Cys: cysteine, Gly: glycine, Glu: glutamate, G6PDH: glucose-6-phosphate dehydrogenaza,
GPx: glutathione peroxidaza, GR: glutathione reductaza, GRX: glutaredoxin, GSHI: γglutamylcysteine synthetaza, GSHII: glutathione synthetaza, GTP: γ-glutamyltransferaza,
ROOH: peroxides, ROH: reduced peroxides, S-S: nối disulfide

12


Một trong những thành tựu to lớn đạt được trong công nghệ sản xuất GSH là
đã tìm ra phương pháp enzim dựa trên chu trình tổng hợp glutathione trong tế bào
cơ thể. Về nguyên tắc, các cấu tử cần thiết được cấu thành trong một hệ thống tổng
hợp enzim bao gồm: GSHI, GSHII, các tiền chất axit amin (axit L-glutamic, Lcysteine, glycine), ATP, Mg2+ là chất hỗ trợ cần thiết của phản ứng để giữ hoạt tính
của GSHI và GSHII, và pH thích hợp (thường là pH=7,5). Bảng 1.2 thống kê sự
tổng hợp GSH bằng phương pháp enzim sử dụng hoặc là các tế bào nguyên vẹn
hoặc là enzim thô đã được tách chiết. Từ các số liệu bảng 1.2 có thể rút ra kết luận
rằng ATP không phải là cần thiết nếu sử dụng nấm men S. cerevisiae, nhưng nó lại
rất cần thiết khi sử dụng các tế bào sinh vật nhân sơ (Prokaryotes) hoặc enzim thô.
Điều đó có thể giải thích rằng trong S. cerevisiae, ATP được tạo ra nhờ quá trình
thủy phân glucoza. Cũng như vậy, sự tăng khả năng thấm của tế bào bởi quá trình
lạnh đông/xả đông và/hoặc xử lý với các chất hoạt động bề mặt hoặc enzim đã làm
tăng hiệu suất của phương pháp enzim khi sử dụng các tế bào nấm men nguyên vẹn.

13


Bảng 1.2. Thống kê các nghiên cứu sử dụng phương pháp enzim để sản xuất
GSH bằng vi sinh vật [47]
Vi sinh vật tổng hợp GSH

ATP bổ sung

GSH
(mg/l)

Candida krusei IFO 0011

Không cần

350

S. cerevisiae IFO 2044 (cố định
tế bào)

Thủy phân
glucoza

240

S. cerevisiae IFO 0021 (xử lý với
SDS và β-1,3 glucanaza)

Thủy phân
glucoza

9060

ATP

325

Không cần

560

Thủy phân
glucoza

2456

ATP

2714

Thủy phân
glucoza

2700

ATP, glucoza

1320

ATP

480

ATP

1,5 mg/g
tế bào ướt

S. cerevisiae 500 (cố định enzim
thô GSHI, GSHII)

Nguồn tạo ATP

Carbamyl-phosphokinaza
cố định từ Streptococcus
facalis R600

Achromobacter lacticum FERMP7401
Corynebacterium
glutamicum
ATCC 21171 (tế bào lạnh đông
xử lý với chất hoạt động bề mặt,
xylene)

Brevibacterium
ammoniagenes ATCC
21170 (tế bào lạnh đông
xử lý với chất hoạt động
bề mặt, xylene)

E. coli (xử lý với chất hoạt động
bề mặt, xylene)
E.coli ATCC 11303
Proteus mirabilis (dịch chiết tế
bào)

Nấm men sấy khô

P. vulgaris (enzim GSHI, GSHII
thô đã được làm thay đổi bởi N –
ethylmaleimide)
Phormidium lapideum (2,500 lx)

Ánh sáng sử dụng như
nguồn năng lượng ngoài

Yêu cầu cần thiết về ATP trong sản xuất GSH bằng phương pháp enzim làm
cho quá trình khó khăn khi sản xuất qui mô lớn, và không thể thực hiện sự bổ sung
ATP khi sản xuất công nghiệp. Để khắc phục tình trạng này, các hướng nghiên cứu
để có thể tự tạo ra các phản ứng sinh ATP trong quá trình sản xuất đã được đặt ra.
Tuy nhiên các hướng nghiên cứu này đã không được quan tâm đặc biệt vì rất khó
khăn để có thể vừa kích thích cả 2 quá trình tổng hợp GSH và tạo ra ATP trong một

14


sinh vật sống [72]. Chỉ có một thành công đã được công bố: phản ứng xúc tác bằng
acetate kinaza trong tế bào E.coli đã được khám phá như một hệ thống có thể tạo ra
ATP trong khi cũng đồng thời tổng hợp GSH [43]. Tuy nhiên cơ chất acetyl
phosphate cần thiết cho phản ứng này lại không bền và đắt. Murata và các cộng sự
[57] đã đưa ra con đường thủy phân glucoza của S. cerevisiae để có thể đồng thời
tạo ra ATP khi tổng hợp GSH. Khi vấn đề về sự bổ sung ATP trong sản xuất GSH
đã được coi như có thể giải quyết thì hoạt tính thấp của GSHI và GSHII lại trở
thành các yếu tố làm cho sự sản xuất GSH bằng phương pháp enzim bị hạn chế. Để
làm tăng hoạt tính của GSHI và GSHII thì lại phải tiến hành nghiên cứu sử dụng kỹ
thuật gen, tách dòng gen, biểu hiện gen để nâng cao hiệu suất sinh tổng hợp GSH.
1.2.3. Sản xuất glutathione bằng phương pháp lên men vi sinh vật
Điểm mạnh của công nghệ sản xuất GSH bằng phương pháp enzim là hàm

lượng cao có thể được tạo ra (đến 9 g/l, bảng 1.2). Tuy nhiên, việc sử dụng ba loại
axit amin tiền chất đã đưa đến việc giá thành sản xuất cao, phương pháp lên men
với nguồn cơ chất là đường glucoza đã được nghiên cứu và cho đến hiện nay, đây là
phương pháp đã được thương mại hóa.
1.2.3.1. Vi sinh vật tổng hợp glutathione
Saccharomyces cerevisiae và Candida utilis là hai loài nấm men được sử
dụng nhiều nhất trong sản xuất quy mô công nghiệp và hàm lượng GSH của các
chủng tự nhiên thường đạt được khá cao (0,1-1% sinh khối khô). Ngoài ra, hai loài
nấm men này đã được lựa chọn làm chủng đích để thực hiện kỹ thuật đột biến. Các
tác nhân đột biến lý học và hóa học thường được dùng là tia tử ngoại (UV), tia X,
tia γ, N-methyl-N’-nitro-N-nitrosoguanidine (NTG) và ethylmethane sulfonate
(EMS), trong khi các chất có khả năng chống chịu với các tác nhân đột biến như các
chất có cấu trúc tương đồng với glutathione (methionine, ethionine), 1,2,4-triazole,
sodium cyanide và sulfite được sử dụng để lựa chọn các chủng siêu tổng hợp GSH.
Cơ chế cho sự lựa chọn, trong hầu hết các trường hợp là sự phá vỡ hoặc tách được
sự kìm hãm từng đợt của GSH đối với GSHI. Một vài ví dụ đã minh họa như thế

15