文 献 综 述

摘要：威兰胶是由鞘氨醇单胞菌（Sphingomonas sp.）分泌的可溶性胞外多糖[1]，过去的名称为 s-130，该多糖水溶液具有很好的流变学特性，可以很好的控制水相物质的流变性，使它有望作为增稠剂，悬浮剂，乳化剂应用于工农业生产的各个领域[2]。目前国际上仅美国凯可公司拥有产业化技术，但是有关生产的情况却严加保密。国内对此微生物多糖的研究未见公开的报到。磷酸葡萄糖变位酶（PGM）催化葡萄糖-6-磷酸到葡萄糖-1-磷酸的转化，是威兰胶前体合成途径中关键酶。本课题利用基因工程技术从Sphingomonas sp.基因组中扩增出PGM基因，转化入原始菌株中，在T7启动子的作用下过表达，达到提高威兰胶产量的目的。

关键词：威兰胶 磷酸葡萄糖变位酶（PGM） 基因工程技术

在化学合成的高分子材料广泛渗入人们生活的同时，其过分依赖石油资源的特性和不易降解而造成的环境问题正日益引起人们的忧虑。在这种形势下，开发环境友好型高分子材料已成为当今世界各国竞相研究的热点之一。其中，微生物多糖就是环境友好型高分子材料的一个重要组成部分[3]。微生物多糖能在科学研究和工业化生产上取得成功主要基于以下几点：(1)多糖的性质及其具有的应用价值；(2)可以通过选择合适的菌种在受控条件下进行生产；(3)提取工艺的可行性；(4)不含毒素；(5)不同微生物能够合成很多非常特殊的离子型和中性多糖，这些微生物多糖在工业生产与生活的许多领域具有广泛的应用价值，可以替代很多价格不菲的化学合成品，具有良好的环境友好性和商业开发潜力[4]。其中，微生物合成威兰胶，由于其多方面的优良性能和水溶液的独特流变学特性，引起了工业界的浓厚兴趣[5]。近十几年来，国内外研究者在威兰胶应用方面开展了很多的研究，取得了一定的成果，但对菌种选育、代谢途径及过程控制领域报道很少。在对威兰胶的前期的研究工作中，研究者将重点放在了结构表征，流变学特性研究以及应用领域的开发，对其菌种选育、发酵过程控制、生物合成机制以及相关基因、酶等方面的研究较少。由于合成途径和机理研究的欠缺，威兰胶的生物合成效率较低，生产成本较高等问题制约了其大规模生产及应用。因此，对威兰胶菌种选育，威兰胶合成途径关键酶#8212;#8212;磷酸葡萄糖变位酶的过表达强化威兰胶的生物合成和过程控制的研究具有重要的理论与实践意义。

1.1 威兰胶的结构与性质

威兰胶的结构骨架是由 D-葡萄糖、D-葡糖醛酸、D-葡萄糖和 L-鼠李糖的单元组成。侧链由单链的 L-甘露糖或单链的 L-鼠李糖构成，连接鼠李糖的几率占 2/3，此外约有半数的四糖片断上带有乙酰基及甘油基团[6,7]，分子的重复结构单元如图 1-1所示[8]。

图1 威兰胶的结构式

1.2 威兰胶的性质

1.2.1良好的稳定性