1/10研究生课程微生物生理学学习报告题目：兽疫链球菌生产透明质酸的生理学原理和应用姓名：任小虎2/101透明质酸的研究背景1.1透明质酸的结构与性质透明质酸(Hyaluronicacid，简称HA)是一种线性酸性粘多糖,是糖胺聚糖中结构中最简单的一种，化学名称为糖醛(玻璃)酸，分子式为(C14H20NNaO11)n，分子质量为10～200万道尔顿。Rapport[1]等在上世纪五十年代对HA结构的测定做了大量的工作，他们认为HA是由等摩尔的葡糖醛酸和乙酰氨基葡糖组成的。Brimacombe[2]对酶降解氨基葡萄甘酸键所得的低聚糖进行结构分析研究，也获得一致结论，即确认HA是由D-葡萄糖醛酸和N-乙酰氨基葡萄糖单体为结构单元[3]，通过β－1.4糖苷键反复交替连接而组成的线形多糖结构，其一级和二级结构分别如图1[4]、图2[5]所示：图1透明质酸的一级结构图2透明质酸的螺旋型二级结构HA通常溶于水，不溶于醇、酮、乙醚等有机溶剂。水溶液中的HA分子可产生分子内和分子间的相互作用，具有特殊的理化性质，具体表现为：零切变粘度、假塑性、粘弹性、易降解性、可发生交联反应、酯化和成盐反应等特性。其中，3/10商品HA为HA-Na盐形式，即HA-Na（简称SH），外观为白色纤维状或粉末状固体，具有很强的吸湿性。1.2透明质酸的研究意义HA及其盐广泛分布于机体的各种组织中，具有特殊的生理功能，具体表现为：保水作用、润滑作用、对细胞的保护作用、对组织和血管生成的作用、对肿瘤的防治作用、对创伤愈合和止血等方面的作用，由于这些生理功能，HA被广泛应用于日化用品、食品保健、美容整形及医药等领域。1.2.1HA在化妆品级领域的应用HA具有保湿、营养、润肤等作用，广泛用于各种高级化妆品中，与传统的保湿剂相比，HA具有更高的保湿效果，而且没有油腻和阻塞皮肤等缺点。HA于皮肤的表皮和真皮中均分布存在，真皮中的HA含量一般多于表皮。HA在皮肤组织中的作用主要是：具优良的保水功能、维持细胞外的空间、大离子功能、参与角蛋白细胞的变化过程、受体结合作用以及清除自由基等功能。1.2.2HA在食品保健领域的应用上世纪八十年代末，在日本出现了口服HA美容保健食品。它的基本的理论依据是：HA经口服消化吸收，作为体内HA合成的前体物质，增加HA在皮肤和其它组织中的合成量，从而增加皮肤的保水性能，使之更富有弹性，减少皱纹。在人体内，HA的量减少会引起胶原蛋白的变化，胶原蛋白的变化继而引起皮肤的变化。所以，要防止皮肤过早老化，或者当皮肤已经出现老化现象，通过补充HA的方式可以维持胶原蛋白的功能，即HA可起到延迟皮肤衰老的作用。1.2.3HA在医药领域的应用HA在医药领域具有广泛的应用，其中，HA在药物中可以作为载体，在临床上的应用主要表现为：HA在眼科中的应用、HA在关节疾病治疗中的应用、HA在外科手术中的应用，以及HA在疾病诊断中的应用等。单纯的HA制剂在临床应用中主要有3种类型：胶体涂布、液体喷雾和薄膜覆盖。可广泛应用眼科、骨科、耳科、风湿性痛疼、关节炎等的治疗，均已经取得了令人满意的成果。临床上通过检测HA的血清含量水平，反映各种疾病的变化。现在HA凝胶已作为必需的填充剂广泛应用于人工晶体植入术、白内障囊外摘除术、角膜移植术以及视网膜剥离术等多项有关眼科手术。另外，HA还可以4/10在干眼症和泪道再通等方面发挥作用。HA还可用于关节的注射治疗，并具备较好的疗效，无副作用，是治愈干性鼓膜小穿孔的良好选择之一。2透明质酸的生产概况2.1透明质酸的生产方式HA目前在工业上生产方式主要有两大类：一是从动物组织中提取，二是利用细菌发酵法。近年来，也出现了实验室人工合成的HA，但合成成本高，技术尚不成熟，目前暂不具备工业生产的条件。2.2.1组织提取法组织提取法制备HA，制备过程包括提取、除杂、沉淀、和分级分离等过程。根据不同的组织，HA提取纯化过程有一定的差别，玻璃体和润滑液HA以溶解形式出现，我国已经成功从羊眼、鸡冠、兔皮等动物材料中分离出HA并应用于眼科及外科、化妆等，以鸡冠为原料提取HA及以动物眼玻璃体为原料制备制备透明质酸技术已经非常成熟。HA在动物组织中的分布较为广泛，几乎所有的动物组织都含有HA，只是含量多少而已。人尿和人血清等中都能分离提...
