途徑優(yōu)化強(qiáng)化枯草芽胞桿菌合成肝素前體

張琳培，王浩，周正雄，堵國(guó)成，陳堅(jiān)，康振

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途徑優(yōu)化強(qiáng)化枯草芽胞桿菌合成肝素前體

張琳培1,2，王浩1,2，周正雄1,2，堵國(guó)成1,2，陳堅(jiān)1,2，康振1,2

1 江南大學(xué)工業(yè)生物技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇無(wú)錫 214122 2 江南大學(xué)生物工程學(xué)院，江蘇無(wú)錫 214122

張琳培, 王浩, 周正雄, 等. 途徑優(yōu)化強(qiáng)化枯草芽胞桿菌合成肝素前體. 生物工程學(xué)報(bào), 2017, 33(6): 936–945.Zhang LP, Wang H, Zhou ZX, et al. Optimization of heparosan synthetic pathway in Bacillus subtilis 168. Chin J Biotech, 2017, 33(6): 936–945.

肝素前體是化學(xué)酶法合成肝素的起點(diǎn)，肝素前體的微生物高效合成具有重要意義。在已構(gòu)建的產(chǎn)肝素前體的枯草芽胞桿菌((1.71±0.08) g/L) 中，分析了UDP-葡萄糖醛酸 (UDP-GlcUA) 途徑中關(guān)鍵酶基因 (、、) 以及UDP-乙酰氨基葡糖 (UDP-GlcNAc) 途徑中關(guān)鍵酶基因 (、、) 的過(guò)量表達(dá)對(duì)肝素前體產(chǎn)量及其分子量的影響。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)共表達(dá)、、、和基因，搖瓶中肝素前體產(chǎn)量提高至(2.89±0.11) g/L，分子量為(75.90±1.18) kDa。通過(guò)在3 L發(fā)酵罐中進(jìn)行補(bǔ)料分批發(fā)酵，肝素前體的產(chǎn)量最終積累到(7.25±0.36) g/L，分子量為(46.66±2.71) kDa，為工業(yè)化生產(chǎn)肝素奠定了基礎(chǔ)。

肝素前體，枯草芽胞桿菌，途徑優(yōu)化，產(chǎn)量，分子量

肝素 (Heparin，HP) 作為一種高度硫酸化的糖胺聚糖[1]，在胚胎發(fā)育、免疫應(yīng)答、病毒或細(xì)菌感染及細(xì)胞分化等方面發(fā)揮重要作用[2]，臨床上也可作為抗凝與抗血栓藥物[3]。肝素主要通過(guò)動(dòng)物提取法獲得[2,4]，然而該方法存在種間疾病感染[5]和過(guò)硫酸軟骨素污染[6-7]等風(fēng)險(xiǎn)，且提取過(guò)程往往造成環(huán)境污染[3]。另外，通過(guò)化學(xué)法也可從頭合成低分子量的肝素[8]，但因原料昂貴、步驟繁多和產(chǎn)量極低等缺點(diǎn)難以進(jìn)行大規(guī)模制備[9-10]。近年來(lái)，以肝素前體為合成起點(diǎn)進(jìn)行硫酸化的化學(xué)酶法逐漸受到研究者的重視[1,11]，因此，在微生物中實(shí)現(xiàn)肝素前體的高產(chǎn)成為了重要環(huán)節(jié)?！?br>