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肝素和硫酸乙酰肝素是一类应用于临床抗凝血的糖胺聚糖。肝素葡萄糖醛酸C5异构酶(Heparosan-N-sulfate-glucuronate 5-epimerase,C5,EC 5.1.3.17) 是肝素和硫酸乙酰肝素合成过程中重要的修饰酶,催化N-硫酸化肝素前体 (N-sulfoheparosan) 的D-葡萄糖醛酸 (D-GlcA) 上5号位羧基翻转生成L-艾杜糖醛酸 (L-iduronic acid,L-IdoA)。文中以大肠杆菌Escherichia coli为宿主对斑马鱼来源的肝素葡萄糖醛酸C5异构酶基因Glce进行重组表达优化与分子改造。比较了3种不同的表达载体pET20b(+)、pET28a(+) 和pCold Ⅲ对C5表达的差异情况,其中以嗜冷启动型载体pCold Ⅲ表达酶活最高,达到(1 873.61±5.42) U/L。为了进一步提高C5的可溶表达量,在N端融合促溶标签SET2后,可溶蛋白表达量比对照提高了50%,酶活达到 (2 409.25±6.43) U/L。在此基础上,通过理性设计对底物结合口袋进行定点突变,获得最优突变体 (V153R) 的酶活和比酶活分别为 (5 804.32±5.63) U/L和(145.14±2.33) U/mg,是原始酶的2.41倍和2.28倍。肝素C5异构酶改造与表达优化为酶法催化合成肝素奠定了基础。 相似文献
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糖胺聚糖广泛应用于化妆品和保健品领域以及血栓、骨关节炎、癌症等临床医疗.目前,商品化糖胺聚糖依赖于动物组织提取,产品存在均一性差、有潜在致病因子等缺点.采用合成生物学策略合成糖胺聚糖及其寡糖可避免上述问题,且可实现精准控制硫酸化程度及产品分子量分布.随着基因组学和合成生物学的发展,透明质酸、软骨素、肝素前体、硫酸软骨素及肝素等的合成途径被阐释,多种平台菌株的遗传操作体系不断完善.基于合成生物学策略构建微生物细胞工厂合成糖胺聚糖已成为未来发展趋势.本文主要综述了近年来生产糖胺聚糖及其寡聚糖的生物策略尤其是相关合成生物学手段,以期为未来研究提供新思路. 相似文献
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肝素是一种重要的凝血药物,目前主要依赖于动物小肠粘膜的提取。动物源肝素含有的抗凝血活性五糖单位GlcNS6S-GlcA-GlcNS6S3S-Ido2S-GlcNS6S少,抗凝血活性低下。文中提出并验证了一种基于酶法催化动物源肝素,提高其硫酸化程度和抗凝血活性的方法。通过比较3种硫酸转移酶肝素-2-硫酸转移酶(Heparan sulfate-2-O-sulfotransferase,HS2ST)、肝素-6-硫酸转移酶(Heparan sulfate-6-O-sulfotransferase,HS6ST)、肝素-3-硫酸转移酶(Heparan sulfate-3-O-sulfotransferase,HS3ST)在重组大肠杆菌及重组毕赤酵母中表达,确定了毕赤酵母作为3种硫酸转移酶的表达宿主;进一步通过N端融合麦芽糖融合蛋白MBP和硫氧还蛋白Trx A,HS2ST和HS6ST的酶表达水平分别提高至(839?14) U/L和(792?23) U/L。通过3种硫酸转移酶HS2ST、HS6ST和HS3ST共同催化动物源肝素,其抗凝血活性由(76?2) IU/mg提高至(189?17) IU/mg。 相似文献
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硫酸化化合物广泛存在于胞浆、细胞表面及胞外基质中,在机体细胞发育、分化、免疫、解毒和信号传递等生命活动过程中起着不可替代的作用。3'-磷酸腺苷-5'-磷酸硫酸(3'-phosphoadenosine-5'-phosphosulfate,PAPS)是化合物硫酸化过程中最常用的硫酸基供体,但目前合成PAPS并最终实现其工业化应用还困难重重。文中主要综述过去10年内关于PAPS的生物合成及应用的研究进展,以期为PAPS的合成及其在芥子油苷、肝素、硫酸软骨素及羟胺硝喹等的生物合成中的应用提供参考。 相似文献
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肝素前体是化学酶法合成肝素的起点,肝素前体的微生物高效合成具有重要意义。在已构建的产肝素前体的枯草芽胞杆菌((1.71±0.08)g/L)中,分析了UDP-葡萄糖醛酸(UDP-GlcUA)途径中关键酶基因(pgcA、gtaB、tuaD)以及UDP-乙酰氨基葡糖(UDP-GlcNAc)途径中关键酶基因(glmS、glmM、glmU)的过量表达对肝素前体产量及其分子量的影响。在此基础上,通过共表达tuaD、gtaB、glmU、glmM和glmS基因,摇瓶中肝素前体产量提高至(2.89±0.11)g/L,分子量为(75.90±1.18)kDa。通过在3 L发酵罐中进行补料分批发酵,肝素前体的产量最终积累到(7.25±0.36)g/L,分子量为(46.66±2.71)kDa,为工业化生产肝素奠定了基础。 相似文献
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