聚谷氨酸的化学修饰+文献综述(2)
1.1概述
y-PGA最早发现于1937年[2]，研究人员在炭疽芽抱杆菌((Bacillus anthracis)[3]的细胞荚膜中以及于糖化菌(Bacillus mesentericus)的细胞荚膜中发现y-PGA}[4]是某些微生物荚膜的主要成分之一。之后在枯草芽抱杆菌((Bacillus.subtilis)以及纳豆杆菌(Bacillus~)中也发现γ-PGA[5] γ-PGA是由D一谷氨酸(D-GLu)和L-谷氨酸(L-GLu单体以Y_梭基与a-氨基以肤键的形式缩合而成的一种多肤分子，结构式如图1.1所示。
图1.1 γ-PGA
γ-PGA的结构与蛋白质的结构相似，但是与蛋白质相比较，存在以下不同之处[6]: (1)蛋白质的组成成分较为复杂，由20多种氨基酸组成，而γ-PGA仅仅包括谷氨酸一种单体;(2)蛋白质的生物合成是以DNA为模板，通过转录、翻译等过程形成的，y-PGA的生物合成主要通过其特定的合成酶系催化反应得到，无需以DNA为模板的转录翻译过程;(3)蛋白质具备特定的生物学功能，不同蛋白质的功能各异，而y-PGA没有特定的生物学功能，其功能较为广泛;(4)蛋白质具有特定的分子量，γ-PGA的分子量较为分散，其范围从100KD到1000KD不等。
γ-PGA的分子链上具有大量活性较高的侧链梭基，具有极高的保湿性和吸水性((1:3500 m/v)。易于和一些药物结合生成稳定的复合物，是一类理想的可生物降解的医药用高分子材料[7-10]γ-PGA对环境无污染，为绿色生物产品，具有极佳的生物可降解性、成膜性、成纤文性、可塑性、粘结性、保湿性等许多独特的理化和生物学特性[11]。
1.2 聚谷氨酸的合成
1.2.1化学合成法
化学合成方法可以任意设计高分子的键合方式和空间化学结构，所以研究者早期就已建立研究了α-D-PGA、α- L-PGA、α- DL-PGA、γ-PGA、γ-L-PGA、γ-DL-PGA等谷氨酸聚合物的化学合成方法[12]。但是由于合成路线长、副产物多、收率低，人工合成的分子量明显小于微生物发酵得到的γ-PGA，并γ型的化学合成相对于份型更加复杂，通过化学合成方法无法得到高纯度、高产量、能用于医药或食用的PGA，所以也一直很难商品化。
1.2.2 提取法
日本传统的发酵食品纳豆(由大豆经发酵后制成，类似我国的豆豉)的粘液中含有丰富的γ-PGA，所以早期日本生产的γ-PGA大多是从纳豆中提取的[13]。但由于纳豆中所含γPGA的含量有波动、副产物多、提取工艺十分复杂，也不是日前生产γ-PGA的主要方法。