开题报告内容:(包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述,不少于2000字)
一、研究背景
糖胺聚糖(Glycosaminoglycans, GAGs)是一种线性多糖分子,广泛存在于细胞外基质和细胞膜上[1]。GAGs主要是由重复的二糖单元构成,通常是氨基己糖和糖醛酸交替连接。目前,根据二糖核心结构的不同,将GAGs分为四类:透明质酸(HA)类、硫酸角质素(KS)类、肝素(Hep)/硫酸乙酰肝素(HS)类和硫酸软骨素(CS)/硫酸皮肤素(DS)类[2]。由于体内生理环境的不同,GAGs链的类型、长度、差向异构化、骨架结构和硫酸化修饰也不尽相同,造成了GAGs的结构多样性。
硫酸软骨素(Chondroitin sulphate, CS)广泛存在于胞外基质和软骨组织中,目前已有研究表明CS参与肿瘤转移、寄生虫感染和神经损伤后生长抑制等过程[3],并且具有抗炎活性。美国已将其作为膳食补充剂批准,欧洲和其他一些国家也将CS作为关节炎症状的缓解剂[4]。国内临床上将CS和葡萄糖胺合用,作为药物治疗骨关节炎。但有研究证实,GAGs糖链的细微变化会导致一些不良的副作用。硫酸软骨素-A(CS-A)是硫酸软骨素的一种亚型,通过研究发现,CS-A在作为缓解关节炎的膳食添加剂的同时,还可以对表达人BRAF-V600E的小鼠异体移植的黑色素瘤起到促进作用,表现出促癌活性[5]。因此需要一种能够制备均一形式GAGs的方法。
目前,GAG的主要来源为从动物组织中提取,制备方法困难,组织消耗量大,且仍旧不能得到均一的GAG链。化学全合成GAG糖链步骤繁琐,副产物较多,对于GAG不同的修饰需要复杂的保护基团和单糖残基模块,在脱保护过程中对产物损失较大。化学酶法合成是体外合成GAG的一种有效策略,主要是通过体外生产生物催化剂,以酶催化反应为主,化学法为辅对GAG合成,是一种新型高效的合成方法,已被证实可以完成不同长度、不同硫酸化程度的HS和CS的合成[6-8]。
本研究拟构建表达糖链连接酶KfoC,经过质粒提取、转化、诱导表达及Ni柱亲和层析获得KfoC,并利用其合成结构确定且均一可控的CS骨架,便于后续的硫酸化修饰等糖链编辑技术的进行。利用化学酶法合成均一糖胺聚糖链也可以为糖链的精细结构对其活性的影响提供物质基础也为糖胺聚糖的结构优化提供思路。
二、研究内容和研究目标
2.1.研究内容
本研究拟利用糖基转移酶KfoC对CS骨架进行合成,并对合成产物进行鉴定。具体内容包括:(1)构建基因表达载体,对糖基转移酶KfoC进行表达纯化及活性鉴定;(2)利用KfoC进行CS骨架合成;(3)利用AKTA-C18系统对反应产物进行纯化;(4)利用高效液相色谱(HPLC)和质谱(MS)对纯化产物进行鉴定。
2.2.研究目的
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