透明质酸酶大肠杆菌表面展示体系的构建(3)
1.1.1 酶的结构
近年开始用x-射线晶体衍射法研究透明质酸酶的结构和作用机制。目前见到报道的有Streptococcus Pnzeumoniae和S．agalactiae (Group B streptococcus，GBS)透明质酸酶。完整的细菌透明质酸酶包含4个结构域：N末端的糖结合域，间隔域，催化反应域，最后是C末端调节域，两个末端结构域与相邻结构域间由一段连接多肽相连(图1-1)。然而，从重组的Escherichia coli得到的完整长度的透明质酸酶不稳定，会发生自动水解。稳定状态的酶由C末端的两个结构域构成，其中催化反应域由 α-螺旋结构构成，一般称为α-结构域，C末端调节域则由β-片层结构构成，一般称为β-结构域[2]。
图1-1细菌透明质酸酶结构示意图
Figure 1-1 Structure of the bacterial hyaluronidase
1.1.2 透明质酸酶的分类
1971年Karl Meyer根据透明质酸酶作用机制的不同，将它分为3类：1、睾丸型HAase (EC 3.2.1.35)，通过裂解β-1,4-glycosidic bond降解HA，终产物为四糖，在哺乳动物的精子、溶酶体以及多数昆虫和蛇的毒液中。第二类hyaluronate-3-glycanohydrolases (EC 3.2.1.36)，来源于水蛭和钩虫，同样终产物为四糖，但是该酶裂解β-1,3-glycosidic bond.。第三类微生物HAase(hyaluronate lyase，EC 4.2.2.1)，通过消去β-1，4 键降解HA，终产物为不饱和低聚糖[26]。目前，市场上大量的HAase提取物都来源于动物组织。随着分子技术的发展，根据氨基酸序列的同源性，透明质酸酶也可分为两大类：原核生物透明质酸酶和真核生物透明质酸酶。
图1-2透明质酸酶的分类
Figure 1-2 The classification of hyaluronidases
1.1.3 透明质酸与透明质酸酶
HA作为革兰氏阳性菌的荚膜重要组成部分，帮助细菌粘附、运动以及起到诱发疾病等作用。透明质酸本身带有负电荷，在动物体存在于大部分的软结缔组织中。它的水溶液为粘弹性流体，填充在细胞与胶原纤文空间之中且覆盖在某些表皮组织上。在动物体，其主要功能乃保护及润滑细胞，调节细胞在此粘弹性基质上的移动，稳定胶原网状结构及保护它免于受到机械性的破坏。 透明质酸（玻尿酸）HA广泛分布于人体的结缔组织中，在牛眼玻璃体、关节腔中几乎以纯态形式存在。存在于皮肤中的透明质酸（玻尿酸）HA，对人体表皮的新陈代谢起到重要的作用。人体中透明质酸（玻尿酸）HA的破坏或失调，均可造成疾病。皮肤中透明质酸（玻尿酸）HA含量的减少及破坏，可造成皮肤失水中，起皱而失去弹性，使人表皮衰老，因而，透明质酸（玻尿酸）HA又被称为抗衰老因子。透明质酸（玻尿酸）HA是人皮肤表皮及真皮的主要基质成分之一，其生理功能是能使水分进入细胞间隙，并与蛋白质结合而形成蛋白凝胶，将细胞粘在一起，发挥正常的细胞代谢作用，起到保持细胞水分，保护细胞不受病原菌的侵害，加快恢复皮肤组织，提高创口愈合再生能力，减少疤痕，增强免疫力等作用。同时，透明质酸是增殖细胞和迁移细胞胞外基质的主要成分，尤其在胚胎组织中是如此。因为透明质酸的自身的特性，能使细胞保持彼此分离，使细胞易于运动迁移和增殖并阻止细胞分化。在发育过程中，透明质酸的作用似乎是防止细胞在增殖够数或迁移到位之前过早进行分化。 在医药方面，透明质酸（玻尿酸）HA用于非甾体消炎药，关节炎治疗，眼科，心外科手术的辅助药品，在治疗烫伤、烧伤、冻伤、人造皮肤等方面，有着独到的作用。
大分子透明质酸（分子量范围1800 000～2200 000）可在皮肤表面形成一层透气的薄膜，使皮肤光滑湿润，并可阻隔外来细菌、灰尘、紫外线的侵入，保护皮肤免受侵害；中分子透明质酸（分子量范围1 000 000～1 800 000）可以紧致肌肤，长久保湿；小分子透明质酸（分子量范围400 000～1 000 000）能渗入真皮，具有轻微扩张毛细血管，增加血液循环、改善中间代谢、促进皮肤营养吸收作用，具有较强的消皱功能，可增加皮肤弹性，延缓皮肤衰老。HAase可以用来将大分子量的透明质酸降解成水解成我们需要的小分子量的透明质酸，这种降解方式相比于其他物理、化学和机械等方法更加温和且方便可行，安全可靠可大批量生产且水解效率更高等优点；据相关文献了解小分子量的透明质酸更易于吸收和利用，而且具有抗癌的作用。
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