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透明质酸(hyaluronic acid，HA)是自然界中普遍存在的一类酸性粘多糖，由重复的二糖单位组成，每个二糖单位内部由D-葡萄糖醛酸和N-乙酰葡萄糖胺通过β-1，3糖苷键连接而成，而各二糖单位之间则通过β-1，4糖苷键相连。研究表明:透明质酸具有多种重要的生理功能，如润滑关节、调节血管壁的通透性、促进创伤愈合等，特别是在保水保湿方面有奇效，被称为理想的天然保湿因子。因此，透明质酸在美容化妆品、生物医药、食品工业等众多领域展现出极其重要的应用价值和巨大的市场前景。早期的透明质酸生产是通过动物组织提取实现的，但由于其成本高、污染重，已经被微生物发酵法所取代。兽疫链球菌是首个用于透明质酸商业化生产的菌株，考虑到其潜在的安全隐患，人们逐步将目光转移到利用重组菌株来生产透明质酸。 本研究选择来源于多杀巴氏杆菌CVCC408的透明质酸合成酶基因PmuhasA和UDP-葡萄糖脱氢酶基因PmuhasB，将其导入大肠杆菌BW25113中，构建了透明质酸高产菌株。以葡萄糖和N-乙酰葡萄糖胺为底物，实现了透明质酸在大肠杆菌中的高效合成。在大肠杆菌中重构透明质酸的合成途径发现:UDP-葡萄糖醛酸是透明质酸合成的限制因子，加强胞内UDP-葡萄糖脱氢酶(HasB)的表达，可以提高透明质酸的产量;大肠杆菌内源的UDP-N-乙酰葡萄糖胺焦磷酸化酶(HasD)能够满足透明质酸合成的需要，但过表达外源的hasD基因有助于提高透明质酸的分子量。扫描电镜结果显示:大肠杆菌BW25113缺乏透明质酸转运相关的蛋白，导致透明质酸合成后不能被分泌到胞外，透明质酸合成后在细胞内大量积累，到达一定程度后细胞破裂，透明质酸释放出来，透明质酸的产量与细胞密度呈正比。为了满足工业化生产的需要，对重组大肠杆菌的透明质酸生产工艺进行了放大。通过高密度发酵的方法，将重组细胞培养至60OD/ml，一次性添加终浓度20 g/L甘油，50 g/L葡萄糖，75 mM N-乙酰葡萄糖胺，连续转化24小时，透明质酸的产量达到11g/L，这是目前已报道的利用大肠杆菌生产透明质酸的最高水平。