硫酸軟骨素A是一種重要的酸性黏多糖，成品為白色粉末狀，無臭無味，易溶于水，不溶于乙醇、丙酮等有機(jī)溶劑，遇水后迅速膨脹，對(duì)熱不穩(wěn)定，需避光密封保存。主要來自動(dòng)物軟骨組織，豬、牛、羊的骨中含量較為豐富。硫酸軟骨素A能占領(lǐng)血漿低密度脂蛋白的結(jié)合部位，使其不能與血管壁結(jié)合，進(jìn)而具有抗粥樣斑塊形成和抗動(dòng)脈粥樣硬化的作用，并有抗凝血作用，對(duì)心肌細(xì)胞還有抗炎、修復(fù)作用。
合成方法
首先通過整合軟骨素合酶編碼基因kfoC、kfoA以及UDP-葡萄糖脫氫酶編碼基因tuaD至畢赤酵母GS115基因組中,構(gòu)建了以甘油為唯一碳源發(fā)酵生產(chǎn)軟骨素的畢赤酵母工程菌株。通過進(jìn)一步優(yōu)化軟骨素合成途徑,軟骨素分批補(bǔ)料發(fā)酵水平達(dá)到2.6g/L，在進(jìn)一步整合表達(dá)軟骨素-4-O-磺基轉(zhuǎn)移酶的基礎(chǔ)上,本研究通過向生產(chǎn)軟骨素畢赤酵母工程菌株破碎液中添加3'-磷酸腺苷-5'-磷酰硫酸和軟骨素-4-O-磺基轉(zhuǎn)移酶,成功建立了硫酸軟骨素A的一鍋法生物合成體系.通過優(yōu)化,最終實(shí)現(xiàn)0-40％不同磺酸化水平硫酸軟骨素A的可控合成[1]。
相關(guān)研究
1、以硫酸軟骨素A(Chondroitin sulfate-A,CS-A)為代表,研究氨基多糖在鈦表面的吸附機(jī)理及吸附量。分別將未經(jīng)鈣處理與經(jīng)鈣處理的鈦粉各2g加入硫酸軟骨素A(10～400μg/ml)5ml中,攪拌反應(yīng)48h(37℃),離心5min,咔唑法檢測上清液硫酸軟骨素A的含量。再將2g經(jīng)鈣處理的鈦粉與5ml的100μg/ml的硫酸軟骨素A攪拌反應(yīng)48h后依次用10ml的雙蒸水及1%的EDTA清洗,醋酸纖維薄膜電泳清洗液。發(fā)現(xiàn)純鈦?zhàn)麾}處理后對(duì)硫酸軟骨素A吸附明顯,未經(jīng)鈣處理的純鈦與之幾乎未發(fā)生吸附。硫酸軟骨素A濃度為60μg/ml時(shí),在鈣處理鈦粉上的吸附量達(dá)到最大值,為83μg/g;用蒸餾水不能將吸附在鈦粉表面的硫酸軟骨素A洗脫下來,而EDTA螯合Ca2+后能解除硫酸軟骨素A與鈦粉之間的吸附。本實(shí)驗(yàn)研究證實(shí)Ca2+橋介導(dǎo)的靜電作用在硫酸軟骨素A與鈦的吸附過程中起著重要的作用[2]。
2、研究硫酸軟骨素A對(duì)成骨細(xì)胞生長發(fā)育及礦化的影響。方法:將人胚成骨細(xì)胞放入含有不同濃度的硫酸軟骨素A的DEMA培養(yǎng)液中培養(yǎng),檢測成骨細(xì)胞的增殖情況、堿性磷酸酶活性及細(xì)胞層鈣含量。結(jié)果:低濃度(1mg/ml和0.5mg/ml)硫酸軟骨素A能促進(jìn)成骨細(xì)胞的增殖,高濃度(10mg/ml)硫酸軟骨素A對(duì)成骨細(xì)胞增殖有輕度抑制作用。培養(yǎng)基中游離的硫酸軟骨素A能減少細(xì)胞層中的鈣含量,高濃度時(shí)顯著地抑制了鈣在細(xì)胞層的聚集;硫酸軟骨素A對(duì)成骨細(xì)胞堿性磷酸酶的活性無抑制作用。因此，硫酸軟骨素A對(duì)成骨細(xì)胞的生長增殖有一定的影響,硫酸軟骨素A在體內(nèi)可調(diào)節(jié)成骨細(xì)胞礦化,但不影響成骨細(xì)胞的分化[3]。
參考文獻(xiàn)
[1] 盛靖雨,金學(xué)榮,胥睿睿,等. 基于工程化畢赤酵母一鍋法合成硫酸軟骨素A[J]. 生物工程學(xué)報(bào),2022,38(7):2594-2605. DOI:10.13345/j.cjb.220147.
[2] 樊洪,陳治清,張萍,等. 純鈦表面吸附硫酸軟骨素A的研究[J]. 生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志,2003,20(4):650-652,667. DOI:10.3321/j.issn:1001-5515.2003.04.022.
[3] 樊洪,陳治清,魏大鵬. 硫酸軟骨素A對(duì)人胚成骨細(xì)胞生長的影響[J]. 華西口腔醫(yī)學(xué)雜志,2002,20(6):411-413,425. DOI:10.3321/j.issn:1000-1182.2002.06.006.