glucose-6-Phosphase glucose-6-P glucosaminine-6-P synthase UDP-glucos glucosaminine-1-P phorylase) UDP-glucose glucosaminine-1-P UDP-N-acty -(pyrophosphorylase hyaluronic acid 图6-1-2透明质酸代谢示意图 位于原生质体膜上的透明质酸合成酶 hyaluronan synthase)是透明质酸合成途径中的关键 酶,但并不是说在透明质酸合成酶的作用下 UDP-GIcA和 UDP-GICNAc就能够合成透明质酸。 在真核和原核微生物中都会形成一个与原生质膜相关的蛋白复合物来催化透明质酸的合成和 运输。转座子突变实验证实原核细胞的透明质酸合成酶为42kDa的膜蛋白。 Stoolmiller和 Dorfman等对A群链球菌的酶制备液进行研究,发现透明质酸分子链的延长是从内源透明质 酸的非还原端进行的,在Mg2+存在的条件下,仅以 UDP-GIcA和 UDP-GICNAc为底物即可合 成透明质酸。合成时将 UDP-GICA和 UDP-GICNAc交替连接在透明质酸链上,反应进行非常 快,每分钟约100个糖单位。 Van de rijn发现链球菌的透明质酸合成酶也与细胞膜有关,在 对数生长期可以很高的速率(大约为430~954mol(hg蛋白)合成透明质酸;但在静止期,其 膜上的酶会失去利用前体形成聚合物的能力。 Van de rijn推测这可能是由于膜形态的改变, 造成合成机制的改变,或是有关合成的酶被稀释和降解造成的。 Sugahara等用无细胞体系进行研究,发现合成的透明质酸可以分成两部分,即可溶于三氯 乙酸的部分和不溶于三氯乙酸的部分。脉冲追踪技术表明,不溶部分是可溶部分的前体,但 这两部分在分子大小上没有明显的区别。同时还发现透明质酸分子链的起始不需要酶系统参 加。虽然有学者对透明质酸链延长的步骤进行了推测,但详细机制还不很清楚。 细菌在合成透明质酸的同时也伴随着透明质酸的降解。链球菌在胞内合成透明质酸后, 在细胞膜上的透明质酸酶的作用下,将胞内透明质酸降解到一定程度后,分泌到胞外。产生 透明质酸酶的微生物有很多,不同菌种所产生酶的活力及产生时间是不一样的。 Van de rijn 发现C族链球菌D181的胞内透明质酸分子量为10×10°Da,而胞外的仅2×10°Da,约为胞 内的20%。细胞在静止期大量合成胞外降解酶,可以将透明质酸彻底降解, (二)透明质酸合成的分子生物学机制 Dougherty和 Van de rijn对A群链球菌研究发现,从透明质酸前体的合成到透明质酸的 合成所需的酶都与细胞膜有关。有关透明质酸合成的操纵子是包含一个称为hasA的基因,编 码着A群 Streptococci的透明质酸合成酶。所合成的蛋白显示出膜蛋白的特性,氨基酸序列同 系现象表明该蛋白与多糖产生和细胞分化有关。 Dougherty等同时确定了其DNA序列和hasA 转录起始点。用Tn916作为插入子插入hasA基因中,除透明质酸合成酶失去活性外,UDP 葡萄糖醛酸脱氢酶活力也丧失。这些结果表明,编码透明质酸合成酶基因和UDP·葡萄糖醛酸 脱氢酶基因存在于同一个操纵子上。 Crater和 Van de rijn对has操纵子进行了进一步的研究,发现has操纵子上有三个基因3 glucose glucose-6-P glucose-1-P UDP-glucose UDP-glucuronic acid fructose-6-P glucosaminine-6-P glucosaminine-1-P N-actyl￾glucosaminine-1-P UDP-N-actyl￾glucosaminine hexokinase mutase glucosaminine-1-P actyl transferase N-actyl-glucosaminine 1-P-uridyl transferase (pyrophosphorylase) phospho glucomutase UDP-glucose 1-P-uridyl transferase (pyrophosphorylase) UDP-glucose dehydrogenase hyaluronic acid hyaluronan synthase glucose-6-Phosphase isomerase glucosaminine-6-P synthase 图 6-1-2 透明质酸代谢示意图 位于原生质体膜上的透明质酸合成酶(hyaluronan synthase)是透明质酸合成途径中的关键 酶，但并不是说在透明质酸合成酶的作用下 UDP-GlcA 和 UDP-GlcNAc 就能够合成透明质酸。 在真核和原核微生物中都会形成一个与原生质膜相关的蛋白复合物来催化透明质酸的合成和 运输。转座子突变实验证实原核细胞的透明质酸合成酶为 42 kDa 的膜蛋白。Stoolmiller 和 Dorfman 等对 A 群链球菌的酶制备液进行研究，发现透明质酸分子链的延长是从内源透明质 酸的非还原端进行的，在 Mg2+存在的条件下，仅以 UDP-GlcA 和 UDP-GlcNAc 为底物即可合 成透明质酸。合成时将 UDP-GlcA 和 UDP-GlcNAc 交替连接在透明质酸链上，反应进行非常 快，每分钟约 100 个糖单位。Van de Rijn 发现链球菌的透明质酸合成酶也与细胞膜有关，在 对数生长期可以很高的速率(大约为 430~954 nmol/(hg 蛋白))合成透明质酸；但在静止期，其 膜上的酶会失去利用前体形成聚合物的能力。Van de Rijn 推测这可能是由于膜形态的改变， 造成合成机制的改变，或是有关合成的酶被稀释和降解造成的。 Sugahara 等用无细胞体系进行研究，发现合成的透明质酸可以分成两部分，即可溶于三氯 乙酸的部分和不溶于三氯乙酸的部分。脉冲追踪技术表明，不溶部分是可溶部分的前体，但 这两部分在分子大小上没有明显的区别。同时还发现透明质酸分子链的起始不需要酶系统参 加。虽然有学者对透明质酸链延长的步骤进行了推测，但详细机制还不很清楚。 细菌在合成透明质酸的同时也伴随着透明质酸的降解。链球菌在胞内合成透明质酸后， 在细胞膜上的透明质酸酶的作用下，将胞内透明质酸降解到一定程度后，分泌到胞外。产生 透明质酸酶的微生物有很多，不同菌种所产生酶的活力及产生时间是不一样的。Van de Rijn 发现 C 族链球菌 D181 的胞内透明质酸分子量为 10×106 Da，而胞外的仅 2×106 Da，约为胞 内的 20%。细胞在静止期大量合成胞外降解酶，可以将透明质酸彻底降解。 (二)透明质酸合成的分子生物学机制 Dougherty 和 Van de Rijn 对 A 群链球菌研究发现，从透明质酸前体的合成到透明质酸的 合成所需的酶都与细胞膜有关。有关透明质酸合成的操纵子是包含一个称为 hasA 的基因，编 码着 A 群 Streptococci 的透明质酸合成酶。所合成的蛋白显示出膜蛋白的特性，氨基酸序列同 系现象表明该蛋白与多糖产生和细胞分化有关。Dougherty 等同时确定了其 DNA 序列和 hasA 转录起始点。用 Tn916 作为插入子插入 hasA 基因中，除透明质酸合成酶失去活性外，UDP- 葡萄糖醛酸脱氢酶活力也丧失。这些结果表明，编码透明质酸合成酶基因和 UDP-葡萄糖醛酸 脱氢酶基因存在于同一个操纵子上。 Crater 和 Van de Rijn 对 has 操纵子进行了进一步的研究，发现 has 操纵子上有三个基因