骆驼刺泛菌胞外多糖的纯化及结构鉴定文献综述
2020-04-16 16:44:08
多糖是一类多功能化的复杂生物高分子,在自然界中拥有多重身份,既可以作为储能物质,如淀粉、糖原以及一些植物种子多糖;也可以作为植物的构架材料以及动物外壳的主要成分,如纤维素、壳聚糖等。
研究发现多糖作为生物信息大分子在细胞信号传导、病毒感染、以及癌症发生等过程中也有重要参与[1-4]。
微生物多糖作为多糖的一种,主要由细菌、真菌和藻类所产生,相比较动植物多糖,微生物多糖尤其是细菌胞外多糖有着不可比拟的优势,细菌胞外多糖的生产不受环境限制,产糖菌株来源广泛,生产周期短,产品性质稳定,目前已占据大部分多糖市场。
一些细菌胞外多糖如结冷胶,由于具有优良的物理化学性质,可以直接取代植物多糖如瓜尔胶和藻类多糖卡拉胶在传统领域的应用[5]。
自1880年细菌胞外多糖被首次报道以来,直至20世纪中期随着左旋糖苷的生产和食品级黄原胶的获批,细菌胞外多糖才得以大规模生产应用[6],至今这两种多糖仍占据很大的市场份额。
尽管目前已有大量的细菌胞外多糖被报道,它们的组成、结构、合成途径以及功能性质也被广泛研究,但仅有少部分拥有重大商业价值的多糖能够真正实现工业化生产,且产量不足国内市场需求的1/3,大部分依然依靠进口。
筛选产糖性状优良的菌株,了解其多糖合成途径中的关键酶,降低多糖提取纯化的成本,研究其构效关系,开发新的具有工业化生产潜力的细菌胞外多糖是促进我国多糖工业发展的关键因素。
细菌能够利用不同底物产生具有不同结构的多糖,分布在细菌的不同部位,其中部分多糖是细菌菌体的组成部分,如胞内多糖和胞壁多糖,细菌胞内多糖种类较少,主要以糖原形式存在,胞壁多糖作为结构性多糖,起支撑和保护菌体的作用,革兰氏阴性菌和阳性菌由于其细胞壁的不同胞壁多糖也略有不同[7]。
另一部分多糖则是细菌生长过程的次级代谢产物,即胞外多糖,它们可以以多种形式存在,通常根据其与菌体结合的紧密程度分为荚膜多糖和粘液多糖。
膜多糖是由特定长度的多糖分子通过共价结合的方式黏附于细胞表面而形成坚韧的外膜,当环境中存在丰富碳源时,其通常会大量生产。