透明质酸分子质量调控进展

桑昆昆,刘晓凤,熊智强,张汇,王光强,宋馨,艾连中,夏永军

(上海理工大学 医疗器械与食品学院,上海食品微生物工程技术研究中心,上海,200093)

透明质酸由D-葡萄糖醛酸(aldehydo-D-glucuronic acid，GlcUA)和N-乙酰葡萄糖胺(N-acetylglucosamine，GlcNAc)的双糖重复序列组成,β-1,3和β-1,4糖苷键交替连接[1]。透明质酸在自然界分布广泛,主要存在于人体脐带、皮肤等位置,主要用于保持体内水分,保护关节滑顺[2]；动物体内主要存在于眼玻璃体和各组织细胞中；在某些链球菌属细胞荚膜中大量存在,保护细胞免受氧气的侵害,这也是目前大量获得透明质酸的主要途径。传统工艺中,透明质酸是从鸡冠、人脐带、牛眼玻璃体中提取或者化学合成得到[3],但提取率低,工艺复杂,成本高,目前透明质酸的生产主要通过微生物发酵。透明质酸的生物学功能和特异性应用取决于其分子质量,高分子透明质酸(分子质量范围1.8 M～2.2 MDa)结构稳定,常用于生物医学领域[4-7]；中分子透明质酸(分子质量范围1.0 M～1.8 MDa)可保持关节润滑,长久保湿,在骨关节炎治疗中有显著疗效[8]；小分子透明质酸(分子质量范围400 k～1.0 MDa)能渗入真皮,扩张毛细血管,主要用于化妆品领域[9]。目前,透明质酸产量不论在发酵水平还是分子水平都已达到瓶颈,仅仅提升产量不利于透明质酸的推广应用,因此为扩大透明质酸的应用范围以及制备更好的生物医学、保健产品,对于调控透明质酸分子质量大小的研究非常重要,这也是近年来学者们的研究重点。

本文分别在发酵水平和分子层面……