透明质酸生物合成的研究进展

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1、中国生化药物杂志ChineseJournalofBiochemicalPharmaeeutics2009年第30卷第2期135透明质酸生物合成的研究进展生举正，一，凌沛学，一，王凤山(1．山东大学药学院生化与生物技术药物研究所，山东济南250012；2．山东省药学科学院博士后科研工作站，山东济南250101)摘要：此文综述了透明质酸合酶分子生物学研究概况，并对利用基因工程改造生产菌株的研究现状及发展趋势进行了论述。关键词：透明质酸；透明质酸合酶；代谢途径；基因工程中图分类号：TQ464．1文献标识码：A文章编号：1005．1678(2009)02．01

2、35—04ResearchadvancesofhyaluronicacidbiosynthesisSHENGJu—zheng一．LINGPei．xue一，WANGFeng．shan(1．InstituteofBiochemicalandBiotechnologicalDrug，SchoolofPharmaceuticalSciences，ShandongUniversity，Jinan250012，China；2．PostdoctoralScientcResearchWorkstation，ShandongAcademyofPharmaceutical

3、Science，Jinan250101，China)透明质酸(hyaluronicacid，HA)是由(8—1，4)一D．葡糖醛酸．乙酰．D．氨基葡糖(UDP—GlcNAc)合成HA的催化活性。随着(G一1，3)一N．乙酰．，)一氨基葡糖的双糖单位重复连接组成的高研究的深入，HA合成模型被推断出来并不断得以完善：HAS分子链状聚合物，普遍存在于脊椎动物、某些细菌的荚膜和包含7个结构区域，即2个UDP一底物结合部位、2个HA一单糖病毒的蛋白成分中一。。。作为一种可吸收、可降解的生物材一UDP供给部位、2个糖基转移酶催化位点和1个协助HA糖料，HA因其高度

4、的黏弹性、可塑性、渗透性和良好的生物相链跨膜的结构域。其中，2个糖基转移酶催化位点分别具有容性，在医药、化妆品、食品领域中广泛应用。随着研究的深将UDP．GlcUA和UDP-GlcNAc连入HA糖链还原端的活性。人，发现HA及其衍生物不仅具有保湿和结构的功能，更发挥合成HA的过程中，糖链还原端的最后一个单糖残基携带着识别和信号转导的重要作用2-6。HA在细胞内的合成需UDP基团，并结合在这种底物单糖的HA一单糖．UDP结合部位要多种酶的参与，其中透明质酸合酶(hyaluronicacidsynthase，上；在相应的糖基转移酶催化位点上，底物结合位点上

5、的HAS)是HA合成途径中的关键酶。自1993年DeAngelis等利UDP一单糖以共价键形式与糖链末端单糖连接，并将原糖链还用转座标签技术成功克隆得到HAS相关基因以来，已从微生原端的UDP基团释放；还原端UDP一单糖残基已经改变的糖物、两栖动物及哺乳动物包括人类细胞中克隆得到HAS的基链进行移位，运动到另外一个HA一单糖一UDP供给部位；然后因。本文对HAS的分子生物学研究进展进行综述，并对利用另一个UDP．底物结合部位和相应的UDP．单糖转移酶催化位基因工程手段改造生产菌株中HA生物合成的研究现状及点发挥活性，连人新UDP一单糖，糖链再变换HA一

6、单糖一UDP供发展趋势进行了论述。给部位；依次循环，不断地将UDP．GlcNAc和UDP．GIcUA连人1HAS糖链的还原端，延长糖链。每合成二糖单位1tooL，消耗腺苷HA在细胞内的合成是一个复杂的过程，有多种酶的参三磷酸(ATP)5tooL、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)2moL与，包括己糖激酶、葡萄糖磷酸变位酶、尿苷二磷酸(UDP)，和乙酰辅酶A1moL。在游离糖链还原端不断延长的同时，葡萄糖焦磷酸化酶、UDP一葡萄糖脱氢酶、磷酸葡萄糖异构酶、糖链被挤压到细胞膜外侧，HA糖链合成到一定长度，还原端氨基转移酶、乙酰基转移酶、变位酶和UDP—N．乙

7、酰氨基葡糖与HAS分离，分泌到胞外或细菌荚膜中。该模型建立后，以焦磷酸化酶等。其中HAS是HA合成途径中的关键酶。Prehm为代表的众多课题组尝试从细菌或哺乳动物细胞膜中1．1HAS催化模型的建立纯化得到HAS，但受到当时试验技术所限，都没有得到正确HAS具有利用UDP．葡萄糖醛酸(UDP．GleUA)和UDP．N．的HAS蛋白。HAS的基因序列和蛋白质结构的不明确，严重制约了HA合成机制及相对分子质量()调节机理的研究。1．2HAS家族收稿日期：2009．03．021993年，DeAngelis等成功得到链球菌合成HA的相关作者简介：生举正(1980

8、．)，男，山东济南人，博士研究生；王风山，通信作者，教授，博士生导师，Tel：0531-883