营养条件调控马疫链球菌生产高分子量透明质酸的研究(2)
HA分子内不含硫酸基团，与其它粘多糖类一样属胞外生物高分子，是动物体内蛋白多糖分子中的糖链部分，众多的糖链通过共价键与核心蛋白相互连接。HA的生物合成起始于核心蛋白，经过多种糖基转移酶和有关修饰酶的作用，形成具有特定顺序的重复单位的线性分子。HA具有许多天然粘多糖共有的性质：呈白色，为无定型固体，无臭无，有强吸湿性，溶于水，不溶于有机溶剂。其水溶液的比旋度为-70°～-80°，分子带负电荷。由于HA分子等空间距离的葡萄糖醛酸残基上的羧基使它又具有特殊的性质，最突出的是其溶液具有高粘度。从其结构可看出，由于直链轴上基团之间的氢键作用，HA分子在空间呈现刚性的双螺旋柱型[4]，在水溶液中HA分子链上相邻-NH-和COO-残余基之间的“水桥”作用，进一步加强其刚性；同时-CH基团的连续定向排列，又在分子链上形成高度憎水区，为分子链之间的相互缠绕和链链之间相互作用提供接点。透明质酸分子链的亲水和憎水特性，使浓度很低(1ug/mL)的HA分子也能形成连续的三文蜂窝状网络结构，水分子则在网络内通过极性键和氢键与HA分子相互结合，使得HA像“分子海绵”一样，可以吸收和保持其自身重量上千倍的水分。事实上，HA比其它任何天然或合成聚合物的都具有更强的吸水力，以致2%的纯HA溶液能将剩余98%的水紧紧吸住，使其像胶状物一样被提起，但它实际上是溶液，能被稀释。HA溶液具有独特的粘弹性，剪切力对其粘度值影响很大，溶液的粘弹性随HA分子量和浓度的增加而增加，也被认为是分子网络形成的结果。
1.1.2 HA的生理功能
透明质酸的主要功能有如下三点：
1、改善关节功能
2、天然的保湿润滑剂
3、防止动脉硬化、脉搏紊乱和脑萎缩等病症的发生。
透明质酸本身带有负电荷，在动物体存在于大部分的软结缔组织中。它的水溶液为粘弹性流体，填充在细胞与胶原纤文空间之中且覆盖在某些表皮组织上。在动物体，其主要功能乃保护及润滑细胞，调节细胞在此粘弹性基质上的移动，稳定胶原网状结构及保护它免于受到机械性的破坏。因为透明质酸为天然性润滑以及吸震高分子，在肌腱、肌腱鞘及粘滑膜表面作为润滑剂。HA广泛分布于人体的结缔组织中，在牛眼玻璃体、关节腔中几乎以纯态形式存在。存在于皮肤中的HA，对人体表皮的新陈代谢起到重要的作用。人体中）HA的破坏或失调，均可造成疾病。皮肤中HA含量的减少及破坏，可造成皮肤失水中，起皱而失去弹性，使人表皮衰老，因而， HA又被称为抗衰老因子。HA是人皮肤表皮及真皮的主要基质成分之一，其生理功能是能使水分进入细胞间隙，并与蛋白质结合而形成蛋白凝胶，将细胞粘在一起，发挥正常的细胞代谢作用，起到保持细胞水分，保护细胞不受病原菌的侵害，加快恢复皮肤组织，提高创口愈合再生能力，减少疤痕，增强免疫力等作用。同时，透明质酸是增殖细胞和迁移细胞胞外基质的主要成分，尤其在胚胎组织中是如此。因为透明质酸的自身的特性，能使细胞保持彼此分离，使细胞易于运动迁移和增殖并阻止细胞分化。在发育过程中，透明质酸的作用似乎是防止细胞在增殖够数或迁移到位之前过早进行分化。 在医药方面，HA用于非甾体消炎药，关节炎治疗，眼科，心外科手术的辅助药品，在治疗烫伤、烧伤、冻伤、人造皮肤等方面，有着独到的作用。
1.2 HA的分类和应用
HA作为蛋白聚糖的结构核心, 它与胶原、纤粘连蛋白、层粘连蛋白一起, 广泛分布在动物和人体组织和细胞外基质中, 对细胞运动、增殖、分化和稳定细胞与组织的表现型等, 均有重要作用。透明质酸存在于结缔组织如关节、玻璃体、滑液、脐带、软骨、皮肤、鸡冠之中, 以满足一些重要功能如韧性、支持结构以及细胞的代谢调节。透明质酸的结构非常规则, 相同的双糖单位为透明质酸的基本结构单元, 不同的动物组织与细菌来源的透明质酸无种属差异。