硫酸软骨素A是一种重要的酸性黏多糖，成品为白色粉末状，无臭无味，易溶于水，不溶于乙醇、丙酮等有机溶剂，遇水后迅速膨胀，对热不稳定，需避光密封保存。主要来自动物软骨组织，猪、牛、羊的骨中含量较为丰富。硫酸软骨素A能占领血浆低密度脂蛋白的结合部位，使其不能与血管壁结合，进而具有抗粥样斑块形成和抗动脉粥样硬化的作用，并有抗凝血作用，对心肌细胞还有抗炎、修复作用。
合成方法
首先通过整合软骨素合酶编码基因kfoC、kfoA以及UDP-葡萄糖脱氢酶编码基因tuaD至毕赤酵母GS115基因组中,构建了以甘油为唯一碳源发酵生产软骨素的毕赤酵母工程菌株。通过进一步优化软骨素合成途径,软骨素分批补料发酵水平达到2.6g/L，在进一步整合表达软骨素-4-O-磺基转移酶的基础上,本研究通过向生产软骨素毕赤酵母工程菌株破碎液中添加3'-磷酸腺苷-5'-磷酰硫酸和软骨素-4-O-磺基转移酶,成功建立了硫酸软骨素A的一锅法生物合成体系.通过优化,最终实现0-40％不同磺酸化水平硫酸软骨素A的可控合成[1]。
相关研究
1、以硫酸软骨素A(Chondroitin sulfate-A,CS-A)为代表,研究氨基多糖在钛表面的吸附机理及吸附量。分别将未经钙处理与经钙处理的钛粉各2g加入硫酸软骨素A(10～400μg/ml)5ml中,搅拌反应48h(37℃),离心5min,咔唑法检测上清液硫酸软骨素A的含量。再将2g经钙处理的钛粉与5ml的100μg/ml的硫酸软骨素A搅拌反应48h后依次用10ml的双蒸水及1%的EDTA清洗,醋酸纤维薄膜电泳清洗液。发现纯钛作钙处理后对硫酸软骨素A吸附明显,未经钙处理的纯钛与之几乎未发生吸附。硫酸软骨素A浓度为60μg/ml时,在钙处理钛粉上的吸附量达到最大值,为83μg/g;用蒸馏水不能将吸附在钛粉表面的硫酸软骨素A洗脱下来,而EDTA螯合Ca2+后能解除硫酸软骨素A与钛粉之间的吸附。本实验研究证实Ca2+桥介导的静电作用在硫酸软骨素A与钛的吸附过程中起着重要的作用[2]。
2、研究硫酸软骨素A对成骨细胞生长发育及矿化的影响。方法:将人胚成骨细胞放入含有不同浓度的硫酸软骨素A的DEMA培养液中培养,检测成骨细胞的增殖情况、碱性磷酸酶活性及细胞层钙含量。结果:低浓度(1mg/ml和0.5mg/ml)硫酸软骨素A能促进成骨细胞的增殖,高浓度(10mg/ml)硫酸软骨素A对成骨细胞增殖有轻度抑制作用。培养基中游离的硫酸软骨素A能减少细胞层中的钙含量,高浓度时显著地抑制了钙在细胞层的聚集;硫酸软骨素A对成骨细胞碱性磷酸酶的活性无抑制作用。因此，硫酸软骨素A对成骨细胞的生长增殖有一定的影响,硫酸软骨素A在体内可调节成骨细胞矿化,但不影响成骨细胞的分化[3]。
参考文献
[1] 盛靖雨,金学荣,胥睿睿,等. 基于工程化毕赤酵母一锅法合成硫酸软骨素A[J]. 生物工程学报,2022,38(7):2594-2605. DOI:10.13345/j.cjb.220147.
[2] 樊洪,陈治清,张萍,等. 纯钛表面吸附硫酸软骨素A的研究[J]. 生物医学工程学杂志,2003,20(4):650-652,667. DOI:10.3321/j.issn:1001-5515.2003.04.022.
[3] 樊洪,陈治清,魏大鹏. 硫酸软骨素A对人胚成骨细胞生长的影响[J]. 华西口腔医学杂志,2002,20(6):411-413,425. DOI:10.3321/j.issn:1000-1182.2002.06.006.