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褐藻胶是由β-D-甘露糖醛(Mannuronate)和α-L-古罗糖醛酸(Guluronate)两种糖单元连续或交替连接而成的线性多糖分子。褐藻胶的用途非常广泛,结构不同的褐藻胶及其衍生物具有不同的生物活性,富含M的褐藻胶具有抗肿瘤、免疫调节剂等作用;而富含G的褐藻胶具有抗艾滋病等重要药用价值。因此,褐藻胶的生物合成以及降解、修饰等褐藻胶的生物转化已经成为该领域的研究热点。本论文以海洋Pseudomonas sp. QDA为研究对象,利用DNA重组技术对其褐藻胶裂解酶基因algL与甘露糖醛酸C-5差向异构酶基因algG进行了研究。Pseudomonas sp. QDA中褐藻胶裂解酶基因algL过量表达菌株的建立。首先,构建了过量表达载体pMF36-Ka-algL以及对照质粒pMF36-Ka,运用电击转化方法分别转入Pseudomonas sp. QDA。通过卡那霉素抗性筛选以及PCR、酶切鉴定方法得到阳性克隆。胞外褐藻胶含量测定显示,褐藻胶裂解酶AlgL的过量表达对胞外褐藻胶产量没有明显影响,但在PAGE中显示,裂解酶的过量表达使胞外褐藻胶分子量大幅度降低,形成一系列寡糖。这为褐藻胶寡糖的制备提供了新的方法。更重要的是,假单胞菌的胞外褐藻胶是生物膜形成的主要成分。细菌胞外褐藻胶可增强细菌的粘附性,促进生物被膜的形成;而细菌生物膜的形成是细菌产生耐药性和逃逸宿主免疫系统防御的主要原因。在algL过量表达的QDA菌株中,由于大分子褐藻胶被降解,从而阻止生物膜的形成。在eppendorf管造膜结晶紫染色实验中,生物膜量明显少于野生菌QDA。并且,在抑菌圈实验中,AlgL的过量表达使QDA对于相同抗生素的敏感性增强,特别是对于氨基糖甙类抗生素,抑菌圈明显增大。这些研究结果表明褐藻胶裂解酶与抗生素连用有望用于治疗细菌生物膜引起的慢性感染。在生物体内褐藻胶的合成过程中,首先合成的是聚甘露糖醛酸段,在甘露糖醛酸C-5差向异构酶作用下部分甘露糖醛酸转变为古罗糖醛酸。目前检测甘露糖醛酸C-5差向异构酶活性的方法主要是确定其作用前后褐藻胶的M/G比。