[发明专利]一种糖胺聚糖裂解酶及其编码基因与应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种糖胺聚糖裂解酶及其编码基因与应用，属于生物技术技术领域。

背景技术

糖胺聚糖(Glycosaminoglycan,GAG)是广泛存在与动物结缔组织中的一类多糖。GAG属于直链多糖，由氨基己糖和糖醛酸及其它们异构化或硫酸化残基以双糖单位重复构成，其结构通式为[己糖醛酸-己糖胺]_n，重复双糖结构的个数(n)随种类而异，一般在30和250之间。GAG根据其单糖组成及糖苷键连接形式的不同，可分为硫酸软骨素(chondroitin sulfate，CS)、硫酸皮肤素(dermatan sulfate，DS)、硫酸角质素(kermatan sulfate，KS)、透明质酸(hyaluronic acid，HA)、肝素(heparin，HP)及硫酸乙酰肝素(heparin sulfate，HS)等类别。其中HA广泛存在于动物结缔组织的细胞外基质中，在胚胎、滑液、玻璃体等组织中尤为丰富，起到润滑、防震和增稠剂的作用。CS常以蛋白聚糖聚集体形式存在于动物鼻骨、喉骨、软骨等组织中(Lauder RM，Chondroitin sulphate:A complex molecule with potential impacts on a wide range of biological systems.Complementary therapies in medicine，2009,17:56-62.)，具有治疗风湿病、关节炎、骨质疏松症等多种药理学活性。HP主要存在于肺、肝、皮肤和其它结缔组织的肥大细胞中，是一种天然的抗凝剂，临床上用作抗凝血酶的增强剂。

大量研究表明，GAG糖链的长度，单糖残基和硫酸根基团的排列形式决定了糖链与各类蛋白因子结合的能力，进而影响其所在蛋白聚糖的生物学活性。其中，由于低分子量的GAG具有粘度小、溶解性好、易吸收等特点，相对于普通的GAG，有着更高的生物活性。因此，低分子量GAG制备工艺的研究是当前的一个热点话题。低分子量GAG的制备(Higashi K，et al.Photochemical preparation of a novel low molecμLar weight heparin.Carbohydrate Polymer，2012，87:1737-1743.)通常包括化学解聚法、物理解聚法、生物解聚法、化学酶法合成等方法。其中生物解聚法主要是指酶裂解法，因其具有反应效率高、污染小、成本低等优点，具有广阔的应用前景(Akio Hamai，et al.Two Distinct Chondroitin SμLfate ABC Lyases.J.Biol.Chem.1997,272:9123-9130.)。

糖胺聚糖裂解酶是一类主要存在于微生物体内，能将硫酸皮肤素、硫酸软骨素、透明质酸等糖胺聚糖裂解为寡糖及不饱和二糖的裂解酶(Stern R,Jedrzejas MJ.Hyaluronidases：their genomics structure,and mechanisms of action.Chemical Reviews,2006,106：818-839.)。根据其底物特异性的不同，可以分为透明质酸酶(hyaluronidase，HAase)、硫酸软骨素酶(chondroitin sμLfate lyase，ChSase)、肝素裂解酶(heparin lyase)等。其中微生物来源的HAase通过作用于β-1,4糖苷键来降解HA，终产物是不饱和寡糖(Xueping Guo，et al.A Novel Hyaluronidase Produced by Bacillus sp.A50.PLoS One.2014,9:94156)。此外还可在一定程度上催化作用于CS。ChSase能将CS裂解为不饱和二糖及寡糖，根据其作用底物的差异主要分为ChSase ABC、ChSase AC、ChSase B及ChSase C等多种类型。肝素酶主要从一些利用肝素为碳源的细菌中分离得到，肝素黄杆菌是商品肝素酶的唯一来源。已从肝素黄杆菌中分离纯化出的肝素酶有三种，分别为肝素酶I、II、III，这三种酶具有不同的酶切识别位点。针对糖胺聚糖裂解酶的开发已成为目前的研究热点。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供了一种糖胺聚糖裂解酶及其编码基因与应用。本发明还构建了该核酸分子的重组表达载体以及表达该重组蛋白的宿主细胞。

本发明技术方案如下：