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[转载]推荐:关于聚-γ-谷氨酸(PGA)的综述文章

已有 4283 次阅读 2010-7-15 10:34 |个人分类:微生物生理学专栏|系统分类:论文交流|关键词:聚-γ-谷氨酸| 聚-γ-谷氨酸 |文章来源:转载

人和动物的病原菌——炭疽芽孢杆菌(Bacillus anthracis)的荚膜是由多聚-γ-D-谷氨酸(poly-γ-D-glutamic acid,γ-DPGA)组成的,该菌也是人类最初发现能产生γ-DPGA的菌株。土壤细菌地衣芽孢杆菌(B. licheniformis)和枯草芽孢杆菌(B. subtilis)也能产生这类荚膜。γ-DPGA是一种特殊的阴离子自然聚合物,是以α –氨基(α -amino) 和γ -羧基(γ-caboxyl)之间经酰胺键(amide linkage)连结所构成的同型聚酰胺(homo-polyamide),聚合度可达5万到2百万道尔顿不等。细菌中,只有上述两类及其它一些革兰氏阳性菌可产生γ-DPGA,它能赋予细菌对高盐的抗性或对宿主的致病性;有个别古菌和真核生物也能产生γ-DPGA。
参与合成γ-DPGA的基因已经基本清楚了。有两类基因参与γ-DPGA的合成,分别为cap基因(名字来源于capsule,荚膜)和pgs基因(名称来源于polyglutamate synthase,聚谷氨酸合成酶),前者负责将合成的γ-DPGA送入到荚膜上;后者则将合成的γ-DPGA送出胞外。至少需要四个基因负责γ-DPGA的合成,以cap或者pgs开头,分别编码为:B, C, AE。γ-DPGA合成酶复合物位于膜上,以谷氨酸和ATP为底物,γ-DPGA合成后,转运到膜外。CapB-CapC(或PgsB-PgsC)负责γ-DPGA的合成,而CapA-CapE(或PgsAA-PgsE)负责将γ-DPGA转运到膜外。合成的γ-DPGA要么以荚膜的形式粘附到细胞表面,或分泌到胞外去。还有两个酶也参与γ-DPGA的合成:一个是CapD,即γ-谷氨酰基转肽酶,催化γ-DPGA的锚定;另一个为PgsS,是水解酶,有利于γ-DPGA的释放。锚定于细胞表面的γ-DPGA对细菌的毒力来说十分重要。上述各个基因及相应的酶都可做为潜在的靶位点,依此来设计抑制因子,从而达到抑制病原菌生长或将其杀灭的目的。
γ-DPGA具有优良的水溶性、超强的吸附性和生物可降解性,降解产物为无公害的谷氨酸,是一种优良的环保型高分子材料,可作为保水剂、重金属离子吸附剂、絮凝剂、缓释剂以及药物载体等,在化妆品(保湿剂)、环境保护(水处理中用作重金属的螯合剂、废水处理中用作絮凝剂)、食品(增稠剂、稳定剂)、医药(有助于对钙的吸收、释放药物的载体、止血剂、软组织填充剂)、农业、沙漠治理等产业均有很大的商业价值和社会价值。日本特色食品——纳豆(natto gum)中的大量的粘性拉丝物质即是枯草芽孢杆菌产生的γ-DPGA。
综述文章见:Candela, T., and Fouet, A. (2006). MicroReview: Poly-gamma-glutamate in bacteria. Molecular Microbiology. 60(5): 1091-1098. ——MicroReview


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