非谷氨酸依赖的聚谷氨酸产生菌胞外分泌表达平台构建文献综述
2020-06-02 19:51:01
文 献 综 述
引言: γ-聚谷氨酸(poly-γ-glutamic acid,γ-PGA)是一种生物高分子载体材料,其成品为一种白色无嗅味粉末状固体.随着科技的进步与工业的发展,随之而来的环境污染问题也日益增多,各领域更倾向于发展和应用环境友好型材料。而 γ-聚谷氨酸作为一种可生物降解的绿色高分子材料,越来越受到人们关注。因其有卓越的吸水特性,并且无论在人体内部,还是在外界环境中其最终的分解代谢产物均为谷氨酸,对人体无毒副作用,对环境不造成污染,因此 γ-聚谷氨酸在许多领域都展现出优越性[1]。
1 γ-PGA的概述
1.1 γ-PGA的结构特点
γ-聚谷氨酸[γ-poly(glutamic acid),γ-PGA],是由 L-谷氨酸[L-Glu]、D-谷氨酸[D-Glu]通过 γ-酰胺键结合形成的一种高分子氨基酸聚合物[2],其结构式如图 1。
图 1 γ -聚谷氨酸( γ -PGA)的结构
γ-聚谷氨酸的合成方法较多,有传统的肽合成法、二聚体缩合法、纳豆提取法和微生物发酵法等[3] 。由于化学合成法难度很大,没有工业应用价值,因此对于 γ-聚谷氨酸合成方法的研究主要集中在微生物发酵领域。而对于微生物生产 γ-聚谷氨酸的研究,日本一直走在各国的前列,最初是利用纳豆菌对谷氨酸进行聚合而成的[4]。近年,我国、美国等国家也开展了微生物发酵法合成 γ-聚谷氨酸的研究[5]。能发酵生产 γ-聚谷氨酸的菌种较多,有地衣杆菌、枯草芽孢杆菌等菌种[4],而以枯草芽孢杆菌发酵生产 γ- PGA 的研究居多。在我国,浙江大学、南京工业大学等高校已经开始对微生物发酵法生产 γ-聚谷氨酸进行研究。γ-聚谷氨酸作为一种高分子聚合物,具有一些独特的物理、化学和生物学特性,如生物可降解性、良好生物相容性、强保水性、对人体无毒害等特性。这些特性决定了 γ-聚谷氨酸在农业、食品、医药、环保、化妆品工业、烟草、皮革制造工业和植物种子保护等领域的广泛用途[6]。
1.2 γ-聚谷氨酸的性质
1.2.1 吸水特性