大肠杆菌UDP-葡萄糖脱氢酶基因的克隆、表达及酶活性测定
2013-09-13陈奕涵钱悦侯永泰周庆玮甘人宝管世敏荣绍丰
陈奕涵 钱悦 侯永泰 周庆玮 甘人宝 管世敏 荣绍丰
透明质酸(Hyaluronic Acid,HA)是由N-乙酰氨基葡萄糖与葡萄糖醛酸为双糖单位等摩尔聚合而成的酸性黏多糖[1],相对平均分子量多在104-107Da之间,不同分子量的HA具有不同的应用领域,由于HA独特的黏弹性和生理功能,HA已被广泛应用于医药、化妆品和食品领域。
C类的兽疫链球菌和马疫链球菌都可以合成HA,鉴于HA在发酵液中以游离状态存在,具有易于分离纯化和工业化生产等优点,因此目前工业上主要采取发酵法获取HA。然而链球菌对于培养基营养条件要求苛刻及不同HA分子量难于通过代谢调控获得等劣势已展现出来,以传统的工艺优化难以满足市场需求。由于基因工程手段构建工程菌表达HA则具有成本低,便于代谢调控以及下游纯化工艺便捷等优点,已成为未来工业化获取HA的首选方法。研究表明,has操纵子在链球菌中的表达是合成HA所必需的,has操纵子是由3个基因hasA、hasB/ugd和hasC组成,分别编码HA合成酶、UDP-葡萄糖脱氢酶和UDP-葡萄糖焦磷酸化酶,对于HA合成代谢具有显著影响的则是hasA和hasB/ugd基因。将hasA与hasB/ugd基因导入表达菌株并在适宜的培养条件下则可获得 HA[2,3]。
UDP-葡萄糖脱氢酶(UDP-GlcDH)存在于动物、植物与细菌中,可以将UDP-葡萄糖转化成UDP-葡萄糖醛酸(UDP-GlcA),UDP-GlcA是形成结构多糖和细胞生长代谢必不缺少的前体物质[4,5]。Sheng等[6]研究结果表明高活性的UDP-GlcDH更有利于HA的生成。PL启动子受λ噬菌体CI基因的调控,CI基因温度敏感性突变体所产生的CI857阻遏蛋白在低温30℃时候具有阻遏作用,在高于37℃时候阻遏蛋白失活并且解除阻遏,促使PL启动子转录[7]。……
