微生物多糖研究

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1、微生物多糖研究微生物多糖是細(xì)菌、真菌、藍(lán)藻等微生物在代謝過程中產(chǎn)生的對(duì)微生物冇保護(hù)作用的生物高聚糖。微生物多糖在工業(yè)生產(chǎn)與生活的許多領(lǐng)域貝有廣泛的應(yīng)用價(jià)值，如作為微生物絮凝劑、微生物采油屮的生物化學(xué)調(diào)剖劑、食品添加劑、保鮮劑、抗癌醫(yī)?藥品、包裝材料等。微生物多糖生產(chǎn)周期短，不受氣候和地理環(huán)境條件的限制，可以在人工控制條件下利用各種廢渣、廢液進(jìn)行生產(chǎn)。另外，由于潛在用途不斷被開發(fā)，應(yīng)用詢景比動(dòng)植物多糖更為廣闊。當(dāng)前只冇很少種類的多糖及產(chǎn)生菌用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，因此有必要篩選、分離新的微生物多糖產(chǎn)生菌，并對(duì)多糖的化學(xué)結(jié)構(gòu)

2、、生物合成調(diào)控基因及代謝途徑進(jìn)行深入研究。1微生物多糖的生物合成多糖有的合成于微生物的整個(gè)生長過程，有的合成于對(duì)數(shù)生長后期，而有的則合成于靜止期.它們種類繁多，可分為同型多糖和異型多糖，都是曲相同或不同的單糖或者和其它基團(tuán)在特定的酶催化卜?聚合而成，但異型多糖如黃原膠、結(jié)冷膠的合成比同型多糖如右旋糖營、果聚糖的合成復(fù)雜得多.異型多糖的合成體系包括五個(gè)基本要素：糖基■核甘酸、酶系統(tǒng)、糖基載體脂(十一聚類杲戊二烯醇磷酸脂)、糖基受體(引物)和?；w，其屮的糖基?核苜酸為微生物提供活性的單糖并通過差相異構(gòu)、脫氫、脫竣

3、等反應(yīng)提供多種單糖.1.1微生物多糖生物合成模式細(xì)菌胞外多糖的合成有兩種模式：依賴于糖基載體脂的合成模式和不依賴于糖基載體脂的合成模式.依賴于糖基載體脂的合成模式：單糖進(jìn)入細(xì)胞后形成糖基2核甘酸，糖基2核昔酸將糖基順序轉(zhuǎn)移到糖基載體脂或在其上形成寡糖重復(fù)卑位.然后糖基載體脂將糖基運(yùn)往膜外釋放，再在酶的作用下和受體聚合成胞外多糖.革蘭氏陰性菌合成的多糖(如黃原膠、結(jié)冷膠等)都屬于這種模式.不依賴于糖基載體脂的合成模式：單糖不進(jìn)入細(xì)胞，它們在胞外酶的作用下直接聚合底物中的糖基為胞外多糖.合成過程中不需要糖基?核甘酸、

4、糖基載體脂等物質(zhì).腸膜狀明串珠菌合成的右旋糖甘就屬于此種模式.1.2微生物多糖生物合成途徑Ligio等提出了由少動(dòng)梢脂類單胞菌(Sphin2gomonaspaucimobilis)合成結(jié)冷膠的可能途經(jīng)，捉供糖基核首酸的活性前體為UDP2葡萄糖、TDP2鼠李糖和UDP2葡萄糖醛酸，它們也是重復(fù)四在野油菜黃單胞菌(Xanthornonascampestris)生物合成黃原膠的過程屮，需要8種膜結(jié)合酶:5種特界轉(zhuǎn)移晦，1種乙酰化酶，1種縮酮轉(zhuǎn)移酶，1種聚合酶.在酶的作用下兩分子UDP2D2葡萄糖前體順序添加到糖基載體脂

5、上形成黃原膠主鏈上的一分了12磷酸2D葡萄糖和一分子D2葡萄糖，再由GDP2D2tf露糖和UDP2D2葡萄糖醛酸前體分別添加D2廿露糖和D2葡萄糖醛酸，然后乙酰輔酶A上的乙?；D(zhuǎn)移到連接在叨個(gè)葡萄糖基間的甘露糖基上，磷酸烯酮式內(nèi)酮酸的內(nèi)酮酸則添加到另外一個(gè)甘露糖上，這樣就形成了黃原膠的五糖重復(fù)單位,Ielpi,Couso等人證明了這個(gè)過程.最后，五糖重復(fù)單位在聚合酶的作用下聚合成黃原膠.微生物多糖的發(fā)酵技術(shù)出芽短梗霉(AureobasidiumpulIulans)產(chǎn)牛短梗霉多糖，短梗霉多糖屬于次級(jí)代謝產(chǎn)物，多糖的

6、合成與細(xì)胞生長呈現(xiàn)部分相關(guān)，短梗霉多糖分批發(fā)酵過程屮菌體生長、產(chǎn)物形成和底物消耗隨時(shí)間的變化。黃原膠發(fā)酵菌種一般采用LT藍(lán)黑腐黃單胞菌（AanthomonasCampestris）,培養(yǎng)基碳源可以是淀粉、蔗糖、葡萄糖等碳水化合物，氮源最好是由有機(jī)氮源與無機(jī)氮源所構(gòu)成的復(fù)合氮源，另外培養(yǎng)基中還有一些微量元索及促進(jìn)劑，在發(fā)酵罐內(nèi)適當(dāng)條件下經(jīng)過一定時(shí)間的發(fā)酵，得黃原膠發(fā)酵液，再經(jīng)適當(dāng)?shù)暮筇幚?，即可得產(chǎn)品黃原膠。黃原膠后處理可以采用三種不同工藝，即酒精（或異丙醇）提取工藝、堿式沉淀工藝、超濾微濾工藝。2微生物多糖的提取與

7、純化根據(jù)多糖種類、性質(zhì)的不同，可以采用不同的捉取純化方法.胞內(nèi)和胞壁多糖的提取是先破碎細(xì)胞，然后在802100°C下以水（或氫氧化鈉、氫氧化鉀水溶液）為溶劑反復(fù)提取223次.將得到的多糖溶液進(jìn)行離心除去不溶物質(zhì)，減壓濃縮后合并上清溶液，然后用乙醇或異丙醇沉淀多糖；再次離心后用丙酮、乙醇等有機(jī)溶劑洗滌，再冷凍干燥得到多糖粗制品.胞外多糖的捉取稍微簡單些，只要離心發(fā)酵液除去菌體得到上清，然后用有機(jī)溶劑沉淀多糖,靜置、離心、干燥就可以得到多糖粗制品了.粗多糖中常含有蛋口質(zhì)等雜質(zhì)，常用Sevage法、三氟三氯乙烷法和三氯

8、乙酸法、猶法去除，這四種方法各有優(yōu)缺點(diǎn).Sevage法是根據(jù)蛋白質(zhì)在氯仿等冇機(jī)溶劑中變性的特點(diǎn)，將糖溶液和Sevage液（V氯仿:V正丁醇=3:125:1）混合后劇烈震蕩10min?3（）min,靜止或離心后除去水層和溶劑交界處的變性蛋白.此法除蛋白效率不高，但多糖不易降解.三氟三氯乙烷法是將多糖溶液與三氟三氯乙烷等比混合后攪拌、離心，如是重復(fù)兒次即得到無蛋白糖溶液，但三