透明质酸合成途径在枯草芽孢杆菌WB800中的建立文献综述

一、研究背景　　对于多糖生物学的研究始于20世纪40年代，由于多糖具有种类多、作用范围宽、来源广泛、副作用小等独特的优势，科学家们长期致力于发现并确认多糖类物质的生理药理活性，并将其转化为药物治疗人类疾病[1]。

　　透明质酸（Hyaluronic Acid，HA）是由beta;-D-葡萄糖醛酸（GlcUA）和beta;-D-N-乙酰氨基葡萄糖（GlcNAc）通过beta;-1，3糖苷键组成的双糖单位通过beta;-1，4糖苷键反复交连而成的线性无分支大分子酸性粘多糖，平均分子量范围是2105～7107Da[2]。

1934年首先由Meyer等人从牛眼玻璃体中分离出来，20世纪50年代，卡尔戴耶实验室阐明了透明质酸的化学结构，并且研究表明不同来源的透明质酸在化学结构上保持一致[3]。

不同分子量的HA具有不同的生物功能：高分子量HA(HMW-HA)具有的高度粘弹性、可塑性、渗透性和良好的生物相容性，临床上透明质酸主要进行膝关节腔内注射透明质酸治疗骨关节炎，既可以关节滑液中形成的粘弹性对关节软骨起着减震和润滑等机械保护作用，又能够与靶细胞的受体结合发挥对滑膜炎症的抑制作用及对关节疼痛的缓解作用。

低分子量HA(LMW-HA)及寡聚HA(Oligo-HA)具有促血管生成、促进创伤愈合、抗肿瘤及免疫调节等生物活性，其中4糖的透明质酸片段具有上调Hsp72表达、上调Fas表达、抑制细胞凋亡等活性；6糖的透明质酸对树突状细胞中细胞因子的合成具有促进作用；10个单糖单位的透明质酸具有上调肿瘤细胞中PTEN水平的作用； 8～32个单糖单位的透明质酸具有促血管内皮细胞生成作用；10～40个单糖单位的透明质酸具有促肿瘤细胞迁移作用[4]。

　　透明质酸因其优良的化学特性及生物相容性，其在医疗保健、化妆品和食品等领域都具有广泛应用，因此对于高品质透明质酸的需求越来越大。

从其发现至今，人们先后尝试了动物组织提取法、链球菌属发酵生产、人工酶法生产以及基因工程菌生产法进行透明质酸的生产。

前三种方法，受限于动物组织来源、安全性或生产成本过高等问题，从而难以进行大规模低成本生产。

生产方法的局限与市场的巨大需求产生了巨大的矛盾，而得益于合成生物学的发展，利用基因工程技术构建重组工程菌成为了国内外研究者研究的热点[5]。

从目前的报道来看，工程菌的研究主要集中在将链球菌透明质酸合成酶及其相关基因通过表达载体转化入大肠杆菌，枯草芽胞杆菌，乳酸链球菌和土壤农杆菌等比较安全的宿主，以期合成透明质酸。