透明質(zhì)酸（Hyaluronic acid,HA）是以尿苷二磷酸-乙酰葡糖胺（UDP-GlcNAc）和尿苷二磷酸-葡萄糖醛酸（UDP-GlcUA）兩種單糖作為底物,通過β-1,3和β-1,4糖苷鍵交替連接形成二糖單位,作為結(jié)構(gòu)單元重復(fù)組成的糖胺聚糖。HA可廣泛用于化妝品和藥物中。HA的生物學(xué)功能與其分子量（MW）直接相關(guān),大分子量透明質(zhì)酸具有空間填充、抗血管生成和免疫抑制的作用;低分子量透明質(zhì)酸具有獨特的生物學(xué)活性,可以刺激成纖維細胞增殖和膠原合成。HA傳統(tǒng)制備方法主要是從動物組織中提取,具有感染跨物種病毒的風(fēng)險。因此,目前商業(yè)化的HA生產(chǎn)主要依賴于鏈球菌屬某些減毒菌株的發(fā)酵。此過程的生產(chǎn)成本較低,產(chǎn)生的環(huán)境污染也較少。然而,鏈球菌種具有一定的致病性風(fēng)險,加之遺傳背景復(fù)雜,可用于遺傳改造的基因操作工具較少,限制了這種方法的發(fā)展。因此,構(gòu)建具有較高生物安全性且遺傳背景清晰的HA產(chǎn)生菌株是很有必要的�？莶菅挎邨U菌（B.subtilis）,通常被認(rèn)為是安全的菌株,理想的細胞工廠,前人成功的將透明質(zhì)酸合酶（Hyaluronan synthase,HAS）基因轉(zhuǎn)入枯草芽孢桿菌168中,并且已經(jīng)進行... 

【文章來源】：吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

透明質(zhì)酸化學(xué)結(jié)構(gòu)式[7]

第一章前言3圖1-2鏈球菌合成透明質(zhì)酸的代謝通路Figure1-2MetabolicpathwayofhyaluronicacidsynthesisbyStreptococcus研究人員根據(jù)已報道的A組、C組鏈球菌透明質(zhì)酸合成代謝通路信息[7]，通過將透明質(zhì)酸合酶基因引入宿主細胞，實現(xiàn)了在本身不生產(chǎn)HA的細菌中合成透明質(zhì)酸。以構(gòu)建具有HA合成能力的重組枯草芽孢桿菌為例：已知野生型枯草芽孢桿菌和鏈球菌都可以將葡萄糖作為起始碳源，通過相似的代謝途徑，合成兩種前體底物尿苷二磷酸-乙酰葡糖胺和尿苷二磷酸-葡萄糖醛酸，只是鏈球菌比枯草芽孢桿菌多了hasA基因，可以利用這兩種底物合成透明質(zhì)酸。因此，研究者曾嘗試將hasA基因?qū)胍吧涂莶菅挎邨U菌中，產(chǎn)生的重組枯草芽孢桿菌具有合成透明質(zhì)酸的能力[11]，重組枯草芽孢桿菌代謝通路如圖1-3所示�？莶菅挎邨U菌是革蘭氏陽性細菌中最典型的成員，遺傳背景清晰并且沒有致病性，現(xiàn)今已經(jīng)在工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛地應(yīng)用。它的基因組包含4，214，810個堿基對和4，100個蛋白質(zhì)編碼基因�？莶菅挎邨U菌168的基因組序列于1997年由歐洲和日本實驗室公布[12]。在過去的60年中已經(jīng)對枯草芽孢桿菌進行了廣泛的研究。用于枯草芽孢桿菌基因操作的載體通常分為環(huán)形質(zhì)粒和整合型質(zhì)粒，

第一章前言4環(huán)形質(zhì)粒游離于基因組之外，在復(fù)制時容易形成不穩(wěn)定的單鏈而導(dǎo)致質(zhì)粒的丟失。整合型質(zhì)粒通過同源重組的原理整合在宿主細胞基因組上，能夠隨基因組的復(fù)制而復(fù)制，比較穩(wěn)定，不容易丟失。Spizizen于1958年發(fā)現(xiàn)了許多枯草芽孢桿菌的營養(yǎng)缺陷型突變體可以轉(zhuǎn)化為原養(yǎng)型，這為利用枯草芽孢桿菌的轉(zhuǎn)化研究提供了一個簡單的方案[13]。傳統(tǒng)上，枯草芽孢桿菌主要有三種轉(zhuǎn)化方法，原生質(zhì)體轉(zhuǎn)化法，電轉(zhuǎn)化法和化學(xué)轉(zhuǎn)化法。[12,14]。圖1-3重組枯草桿菌合成透明質(zhì)酸代謝通路Figure1-3MetabolicpathwayforthesynthesisofhyaluronicacidbyrecombinantBacillussubtilis但是，在自身不合成透明質(zhì)酸的細菌體內(nèi)大量合成透明質(zhì)酸還存在許多問題。大量合成透明質(zhì)酸需要過多的消耗合成透明質(zhì)酸的兩個糖前體尿苷二磷酸-乙酰葡糖胺和尿苷二磷酸-葡萄糖醛酸，這兩個糖前體的消耗會導(dǎo)致細菌因合成細胞壁過少而停止生長。因此，為了細菌能夠正常生長的同時大量合成透明質(zhì)酸，

【參考文獻】：
期刊論文
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[3]透明質(zhì)酸的微生物發(fā)酵法生產(chǎn)與應(yīng)用概況[J]. 李萌,季永甜,宋淵,何聰芬.  湖北農(nóng)業(yè)科學(xué). 2013(13)
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[5]核開關(guān):一個新的基因調(diào)控元件,一類潛在的藥物靶點[J]. 駱迎峰,陳躍磊.  生物化學(xué)與生物物理進展. 2004(08)
[6]論烏氏粘度計原理[J]. 張崇俊,劉亞蘭.  四川醫(yī)學(xué)院學(xué)報. 1983(04)

博士論文
[1]高效合成低分子量透明質(zhì)酸工程鏈球菌的遺傳構(gòu)建及發(fā)酵工藝研究[D]. 陸劍飛.蘭州大學(xué) 2017

碩士論文
[1]改造枯草芽孢桿菌代謝通路制備透明質(zhì)酸[D]. 張哲.吉林大學(xué) 2017



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