微生物多糖的生物合成及代谢工程研究进展
曾化伟;郑惠华;陈惠;廖祥儒;蔡宇杰
【摘 要】综述了微生物多糖的生物合成途径、基因簇结构与功能和代谢工程的研究进展。真菌多糖的合成途径主要包括：前体核苷酸糖（单糖的活化形式）的合成、合成的起始反应、重复单元的延伸、翻转和聚合、多糖的输出。多糖合成过程中涉及大量的基因，大多数基因存在多糖合成基因簇中，随着基因测序技术的发展，大量的多糖合成基因簇被发现和研究。研究表明：通过调控涉及糖核苷酸合成途径的酶水平可提高胞外多糖的产量，而增加多糖合成基因簇基因在微生物中的表达，可产生更高的多糖合成代谢流。
【期刊名称】《陕西理工学院学报（自然科学版）》 【年(卷),期】2015(000)004 【总页数】10页(P49-58)
【关键词】微生物多糖;生物合成;基因簇;代谢工程 【作 者】曾化伟;郑惠华;陈惠;廖祥儒;蔡宇杰
【作者单位】江苏安惠生物科技有限公司，江苏南通226009; 中国科学院微生物研究所与江苏安惠生物科技有限公司药用菌联合实验室，江苏南通226009;江苏安惠生物科技有限公司，江苏南通226009; 中国科学院微生物研究所与江苏安惠生物科技有限公司药用菌联合实验室，江苏南通226009;江苏安惠生物科技有限公司，江苏南通226009; 中国科学院微生物研究所与江苏安惠生物科技有限公司药用菌联合实验室，江苏南通226009;江南大学工业微生物技术教育部重点实验
室，江苏无锡214122;江南大学工业微生物技术教育部重点实验室，江苏无锡214122
【正文语种】中 文 【中图分类】基础科学
书 书 书2015 年 8 月陕西理工学院学报( 自然科学版)Aug． 2015第 31 卷第 4 期 Journal of Shaanxi University of Technology ( Natural Science Edition)
Vol． 31 No． 4［文章编号］ 1673 －
2944( 2015) 04 － 0049 － 10微生物多糖的生物合成及代谢工程研究进展曾化伟1， 2 ， 郑惠华 1，2 ， 陈 惠 1， 2 ， 廖祥儒 3， 蔡宇杰 3( 1． 江苏安惠生物科技有限公司， 江苏 南通 226009;2．中国科学院微生物研究所与江苏安惠生物科技有限公司 药用菌联合实验室， 江苏 南通 226009;3．江南大学 工业微生物技术教育部重点实验室， 江苏 无锡 214122)［ 摘 要］ 综述了微生物多糖的生物合成途径、 基因簇结构与功能和代谢工程的研究进展。真菌多糖的合成途径主要包括: 前体核苷酸糖( 单糖的活化形式) 的合成、 合成的起始反应、 重 复单元的延伸、 翻转和聚合、 多糖的输出。多糖合成过程中涉及大量的基因， 大多数基因存在 多糖合成基因簇中， 随着基因测序技术的发展， 大量的多糖合成基因簇被发现和研究。研究表 明: 通过调控涉及糖核苷酸合成途径的酶水平可提高胞外多糖的产量， 而增加多糖合成基因簇 基因在微生物中的表达， 可产生更高的多糖合成代谢流。［ 关 键 词］ 微生物多糖; 生物合成;基因簇;代谢工程中图分类号］ Q936文献标识码］ A收稿日期: 2015- 01- 30基金项目: 国家 “863” 计划项目( 2012AA021704) ; 江苏省科技厅企业 “博士集聚” 计划和江苏省农业科技支撑项目( BE2012341) 作者简介: 曾化伟( 1981—) ， 男， 江西省宁都县人， 江苏安
惠生物科技有限公司工程师， 博士， 主要研究方向为药用菌活性成分高效累积代谢工程; ［ 通信作者］ 郑惠华( 1967—) ， 女， 江苏省南通市人， 江苏安惠生物科技有限公司高级工程师， 主要研究方向为食药用菌生物技术。微生物多糖主要包括细菌、 药用真菌在代谢过程中所产的一类由多个单糖或其衍生物聚合而成的 大分子物质。根据形态学上的分类， 可以分为细胞壁多糖、 细胞外多糖和细胞内多糖， 细胞壁多糖典型 代表为细菌中 O- 抗原( O- antigen) ， 细胞外多糖包括细菌细胞壁外荚膜多糖( Capsular Polysaccharide， CPS) 和胞外多糖( Exopoly Saccharides， EPS)［1］。细菌多糖可作为食品工业中的添加剂( 如乳酸菌 EPS、海藻酸盐、 黄原胶等) ， 或在制造化妆品中作为保湿成分( 如透明质酸)［2］。在医药中， 病原细菌表面的CPS 或 O- antigen 已被广泛应用于抗感染疾病多糖疫苗的开发， 有些多糖疫苗已投入临床使用［3］。近年来，随着人们对保健意识的增强， 药用真菌多糖产品( 如灵芝多糖) 以其良好的抗肿瘤、 提高免疫力、 抗氧化等生物学活性已受到人们的瞩目［4- 5］。因微生物多糖优越的应用价值， 科学家们对它们的生物合成途径、 途径相关基因、 代谢工程领域的研究产生了浓厚的兴趣， 并取得了可喜的研究成果， 下面将对这些研究成果进行综述。1微生物多糖生物合成的途径多糖合成途径的研究主要集中在细菌中， 真菌多糖的合成途径研究非常少［2］。现有的研究表明，尽管多糖的结构千差万别， 但它的合成途径却相对一致［3］。主要包括 4 个步骤: ( 1) 前体核苷酸糖( 单糖的活化形式) 的合成; ( 2) 合成的起始反应; ( 3) 重复单元的延伸、 翻转和聚合; ( 4) 多糖的输出。· 9 4 ·书第31卷第 4 期Journal of Shaanxi University of Technology ( Natural Science Edition)Vol． 31No． 41，2，郑惠华陈惠廖祥儒3蔡宇杰(1．江苏安惠生物科技有限公司， 江苏 南通 226009;摘要］综述了微生物多糖的生物合成途径、 基因簇结构与功能和代谢工程的研究进展。真菌多糖的合成途径主要包括: 前体核苷酸糖( 单糖的活化形式) 的合成、 合成的起始反应、 重复单元
微生物多糖的生物合成及代谢工程研究进展
