[發明專利]一種高產透明質酸的基因工程菌及其應用

有效

• 申請號: 201410166015.5
• 申請日: 2014-04-23
• 公開（公告）號: CN103937734A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 于慧敏;龔倩瑩;王君婷;成方宇;沈忠耀
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: C12N1/21
• 分類號: C12N1/21;C12P19/26;C12R1/15
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 陳波

技術領域

本發明屬于生物技術和生物化工領域，具體涉及一種高產透明質酸的基因工程菌及其應用。

背景技術

透明質酸(Hyaluronic?acid,HA)是廣泛存在于人和動物體內的一種酸性粘多糖，是由D-葡萄糖醛酸(D-glucuronic?acid,GlcA)和N-乙酰-氨基葡萄糖胺(N-acetyl-D-glucosamine,GlcNAc)交替構成的直鏈多糖，其分子量能夠達到105～107道爾頓。透明質酸溶于水，不溶于有機溶劑。透明質酸在人體內具有多種重要生理功能，主要包括對關節的潤滑作用、促進創傷的愈合、對血管壁通透性的調節、調節蛋白質/水電解質擴散及運轉、影響人類皮膚的成熟和老化等等。臨床上，透明質酸廣泛用于眼科手術、各種骨關節炎、風濕性關節炎以及股骨頭壞死及藥物遞送。在化妝品方面，透明質酸是目前自然界中發現的化妝品用保濕性能最好的物質，被譽為理想的天然保濕因子。在保健品方面，口服透明質酸可使血液微循環量增加，細胞活化，預防衰老。

透明質酸發展至20世紀80年代初時，主要采用生物組織提取法制備，原料為雄公雞的雞冠，產量很低；同時由于組織提取時受動物蛋白以及粘多糖影響，純化成本較高；而且對于某些蛋白過敏的人來說，提取HA產品的安全性也是一個問題。丹麥Novozytne公司在80年代末首創通過微生物發酵法生產透明質酸。該方法成本低、容易大量規模成產，且產品易于分離純化。

目前，發酵法已成為中國透明質酸生產的主要工藝。常用的生產菌株為獸疫鏈球菌、馬鏈球菌和類馬鏈球菌等動物致病菌(中國發明專利ZL94104439.4，制備透明質酸的微生物、培養基和方法)，透明質酸的產量一般為4～7g/L，國外可達到6～10g/L(Kim?J?H,Yoo?S?J,Kweon?Y?G,Selection?of?a?Streptococcus?equi?mutant?and?optimization?of?culture?conditions?for?the?production?of?high?molecular?weight?hyaluronic?acid,Enzyme?Microbiol.Technol,1996,19:440-445)。鏈球菌發酵生產的營養要求較高，培養基需含血清、小牛肉浸出液、腦心浸出液等，工業生產的成本高；并且由于菌株具有致病性風險，HA的生產安全性限制了鏈球菌工藝的發展，研究更加安全并且經濟可行的基因重組菌發酵生產透明質酸受到了重視。