全 文 ：综述与专论
生物技术通报
BIOTECHNOLOGY BULLETIN 2010年第 11期
细菌胞外多糖的生物合成与基因控制
王正荣 生吉萍 申琳
(中国农业大学食品科学与营养工程学院,北京 100083)
摘 要: 细菌胞外多糖是指细菌在生长发育过程中合成并分泌到细胞外的长链,高分子糖类聚合物。细菌胞外多糖的
生物合成途径涉及装配、多聚化及运输三个过程, 是多种酶和转运系统的结果, 其发生的部位包括胞内和胞外,有些合成过程
会发生在细胞壁上, 对于胞外多糖合成相关基因的报道, 发现控制胞外多糖合成是一大类基因簇, 不同的菌株其基因簇的数
量和种类各不相同。这些研究的不断更新为将来胞外多糖的应用提供了更加广阔的前景。
关键词: 细菌 胞外多糖 生物合成 基因簇
Biosynthesis of Bacterial Exopolysaccharides and Gene C luster
W ang Zhengrong Sheng Jiping Shen L in
(Co llege of Food Science and NutritionalEngineering, China Agricultural University, B eijing 100083)
Abstrac:t Bacter ia l exopolysaccha rides a re mu ltifunctiona l and can be div ided into intracellular polysaccha rides, struc tura l po ly
sacchar ides and ex trace llular po ly sacchar ides or exopo lysaccharides ( EPS). Extrace llu la r polym er ic substances ( EPS), secreted out of
ce l,l have been of top ica l research interest. B iosynthes is of bacter ia l ex opo lysaccharides, invo lved in processes o f assem bly, po lym eriza
tion and translocation, is the result o fm ultienzym e and different transport system. It is repo rted that some gene c lusters invo lved in b io
synthesis o f exopolysacchar ides have been characte rized, wh ich cou ld put mo re pro sperous application about exopo lysacchar ide.
Key words: Bacter ia l Exopo lysaccharides B io syn thesis Gene c lusters
收稿日期: 20100517
基金项目:国家自然科学基金项目 ( 30671471, 30972065) ,公益性行业 (农业 )科技专项 ( 200803033)
作者简介:王正荣,女,博士研究生,研究方向:食品微生物学; Em ai:l w anzheron@ hotm ai.l com
通讯作者:申琳,男,副教授,博士生导师,从事果蔬采后病理与农副产品资源综合利用研究; Em ai:l shen5000@ gm ai.l com
近年来随着对天然多聚物工业需求的与日俱
增,人们对微生物胞外多糖的兴趣逐渐增强,细菌多
糖作为一种新的、工业化的重要多聚物与植物所产
生的天然树胶有同样经济利用价值。胞外多糖是指
细菌在生长发育过程中合成并分泌到细胞外的一类
多糖, 是一种长链, 高分子质量聚合物, 其独特的物
理学和流变学特性以及使用安全性, 使它在食品和
非食品工业倍受青睐, 同时在医药领域所具有的巨
大应用潜能正日愈引起人们的广泛关注。细菌胞外
多糖的生物合成一直是人们所关心的焦点之一,它
关系到能被工业化利用的胞外多糖的产量问题 [ 1]。
1 细菌胞外多糖的生物合成
细菌胞外多糖的生物合成的产量受外部因素的影
响,其中包括培养基如碳源、氮源、碳氮比、生长因子
等,环境因素如 pH、温度、通气量和接菌量的影响 [ 2- 4]。
细菌胞外多糖在其结构上与脂多糖 ( LPS)和荚
膜多糖 ( CPS)具有相似之处, 均有相同的寡糖重复
单元组成,尽管不同的多糖具有不同的重复单元,组
成单糖的种类和数量也不同, 糖苷键的连接方式也
不尽相同,但是他们的生物合成途径却很相似,甚至
与一些 LPS和 CPS的合成途径也很相似。这 3种
类型的大分子物质的合成过程都是通过糖基转移酶
( G lycosyltransferase, GTF)将单糖从核苷酸糖顺序性
转移而装配到脂类载体上形成重复单元,随后是这
些重复单元的聚合和输出,形成细胞表面多糖,这些
多糖的合成过程大部分发生在细胞膜上,然后被运
输到指定的地点, 而果聚糖、altermans以及左旋糖
苷的合成则发生在胞外 [ 5 ]。以下对两种不同位点
的合成途径进行分别介绍。
2010年第 11期 王正荣等 :细菌胞外多糖的生物合成与基因控制
11 细菌胞外多糖的胞内合成途径
参与胞外多糖的合成相关的酶, 分别定位在微
生物细胞的不同位点, 具体可分为以下 4种不同的
类型。
111 类型一 定位在胞内,参与细胞内许多其它
的代谢过程,其中之一为己糖激酶,主要参与糖的磷
酸化, 当然在合成多糖的最初阶段, 都需要糖底物
(单糖或二糖等 )被运输到细胞质内的过程, 而起到
这一作用的转运系统是细菌磷酸烯醇丙酮酸 糖磷
酸转移酶系统 ( PEPPTS) [ 6]。 PEPPTS系统包括两
大类蛋白,负责糖底物的结合, 跨膜转运和磷酸化。
其中一类蛋白包括组氨酸磷酸基载体蛋白和糖特定
透酶复合体系, 这些酶负责提供磷酸化的糖。另外
一类蛋白负责营养物质获取的调控, 这些调控蛋白
不仅进行复杂 PEPPTS系统的激活和抑制, 还负责
调控 nonPTS摄取系统 [ 7, 8]。另外一个是变位酶,可
以将葡萄糖 6磷酸 (G lc6P)转化为葡萄糖1磷酸
( G lc1P), 葡萄糖 6磷酸被认为是在糖代谢过程
中被大量消耗的物质, 但是葡萄糖1磷酸却可以用
来合成胞外多糖,在对变位酶的大部分研究工作中,
认为变位酶在转化成葡萄糖 1磷酸过程中起到了
重要作用,但也有人认为变位酶也可能是葡萄糖 6
磷酸到葡萄糖1磷酸的反向过程中起到了作用 [ 9 ]。
112 类型二 同样位于细胞内,如尿苷酰二磷葡
萄糖焦磷酸化酶 ( UDPg lucose) ,它能催化胞外多糖
合成途径中的一个关键分子 urid ine diphosphate g lu
cose ( UDPG lc), 这一分子在单糖互换和来源上起
到重要的作用,另外差向异构酶起到糖核苷之间的
互换的催化作用,如在嗜热链球菌中,差向异构酶催
化 UDP半乳糖和 UDP葡萄糖之间的互换, 同时这
个酶也是半乳糖代谢过程中的重要组成部分 [ 10]。
113 类型三 定位于细胞周质膜上,如糖基转移
酶,它的作用在于将 UDPG lc或 UDPGa l和 (或 )
UDPG lcA转移到糖基脂质载体上的糖重复单元,其
中糖基脂质载体被鉴定为一种类异戊二烯醇磷酸
盐,通过焦磷酸键连接单糖残基。在细菌胞外多糖
的合成过程中起到重要的作用,同时在多肽糖,磷酸
质和脂肪酸的形成过程中也是不可缺少的, 在对嗜
热链球菌的研究过程中发现,如果异戊二烯醇磷酸
盐的细胞浓度受到限制, 胞外多糖的合成将会受到
影响,但是到目前为止,对于脂质载体的鉴定还没有
进展。值得关注的是, 在嗜热乳酸菌如 L. lactis其胞
外多糖的合成受到了异戊二烯醇磷酸盐的抑制,但是
对嗜热链球菌和其它嗜热乳酸菌的研究中发现胞外
多糖的产生并不受到抑制,这一现象表明,这些菌株
可能是用到了另外可以替代的载体分子 [ 11- 14]。
114 类型四 定位在细胞膜外和细胞壁上,这一
类型的酶可能参与胞外多糖的聚合, 聚合完成后被
运送到指定的位点形成粘液或者细胞周围的多
糖 [ 15]。然而关于胞外多糖的运输, 聚合以及粘膜的
机制了解的非常少。对于 E scherichia co li的研究表
明, 一个 60 kD的周质蛋白可能负责多糖的运输, 而
另外一个关于 E scherich ia coli报道是通过 200- 400
贝尔结合的秘密区域, 同时也是外膜的重要作用。
有报道称胞外多糖的运输与 O抗原有相似性,在 O
抗原中有 3个基因负责其聚合和转运,其中一个基
因编码的蛋白负责脂质结合物质的运输,一个基因
编码的蛋白具有催化聚合酶的功能, 还有一个基因
编码的蛋白控制聚合链的延长, 通过生物信息学的
比对发现,胞外多糖的聚合和转运需要一个跳跃酶
( flippase,负责转运脂质结合重复单元 ) , 一个聚合
酶催化重复单元的耦合和负责脂质结合重复单元的
聚合酶这 3种不同蛋白的参与。通过氨基酸序列的
分析方法表明,参与到胞外多糖的聚合、转运和膜形
成的酶与 O抗原中的酶具有很高的同源性,这一现
象表明多糖的运输和聚合以及膜形成可能具有与
O抗原同样的机制, 但这只是一个假说, 需要进一
步试验验证 [ 16, 17]。
另外许多胞外多糖都具有酰基团, 这些基团的
加入需要乙酰基, 丙酮酸基, 琥珀酸基,磷酸基和硫
酸基的激活形式。通过对 54种来自 K lebsiella pneu
moniae的乙酰化多糖的研究, 发现乙酰基的加入来
自乙酰辅酶 A,而丙酮基的前体来自于磷酸烯丙酮,
磷酸基团可能来自于 ATP,通过一个磷酸化反应,也
有很多报道磷酸基团很可能来自于糖苷酸。另外,
甲基化多糖的甲基来自于蛋氨酸, 或者是 S腺苷基
甲硫氨酸,但是关于甲基化基团的加入机制目前还
不是很清楚,另外关于硫酸基团的来源和加入的机
制目前还未见报道。
细菌胞外多糖的生物合成过程是一个能力密集
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生物技术通报 B iotechnology Bulletin 2010年第 11期
型的过程,其中合成糖核苷的前体, 糖基磷酸化酶将
糖基磷酸化,糖基转移酶将单糖加入多糖合成的单元
中,多糖长链的聚合等过程都是耗能的过程 [ 18, 19]。
对于胞外多糖的合成是复杂的, 多酶系统结合
的过程,根据目前已知的信息,其合成的过程可以用
图 1来概括。
虚线表示目前还未研究清楚
图 1 细菌胞外多糖生物合成途径
12 胞外多糖的胞外合成
以果聚糖, alteran和左旋糖苷为例, 左旋糖苷作
为一种同多糖,其分子量在 15- 20 000 kD之间,左
旋糖蔗糖转移酶是一种葡糖基转移酶, 负责将葡萄
糖从蔗糖转运到左旋糖苷的延长链上, 其反应如下:
Sucrose dex tran + Dfructose
而果聚糖是通过果聚糖蔗糖转移酶来进行合成
的, 其合成反应如下:
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2010年第 11期 王正荣等 :细菌胞外多糖的生物合成与基因控制
Sucrose levan + Dg lucose
另外一种多聚糖是 alternan, 由 Leuconostoc m es
enteroides菌株合成, alternan类似于葡聚糖, 其合成
过程中酶作为一种合成酶, 其主要催化过程和反应
如下:
Sucrose a lternan + fructose [ 20]
目前,对于 xanthan的生物合成的途径和合成
机理研究的相对比较清楚,如图 2所示。首先是核
图 2 Xanthan合成途径
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苷酸糖的合成, 然后在葡萄糖基转移酶 ( GumD )的
作用下,将葡萄糖磷酸连接到脂质载体上,糖基核苷
酸糖在特异性糖基转移酶 ( GumM, GumH, GumK和
Gum I)的作用下连接到脂质连接载体上, 随后,
GumF和 GumC将乙酰基加入, GumL在外部甘露糖
参与下加入丙酮基,重复单元在还原端输出和聚合,
形成 xanthan,此过程需要 GumB, GumC和 GumE的
参与 [ 20]。
2 细菌胞外多糖相关基因的研究
细菌胞外多糖的合成需要一系列的基因的参
与,这些基因簇控制着单糖的添加, 糖的酰基化,将
单糖装载到脂质载体上, 重复单元的聚合以及多糖
的分泌,一般来说,多糖的合成需要大约 12- 17 kb
长度的基因序列。
近年来, 越来越多的细菌中胞外多糖合成相关
的基因簇被克隆和鉴定, 由 Xanthomonas campestris
pv. C ampestris参与 xanthan合成的基因簇是一个 16
kb的基因序列, 它位于染色体上, 其基因簇如图 3
所示 [ 21] , 其中 GumC, GumM和 GumI, GumH 作为单
糖的转移酶能形成多糖的单元结构, 而 GumL作为
一种激酶能够添加丙酮酰基, GumF是一个酰基酶,
GumE作为一种聚合酶与另外的一些基因和转运相
关。另外关于 P. aerug inosa合成藻盐酸多糖调控的
基因簇包括 algA, a lgD, algC, algE和 algK基因, algA
基因具有解码磷酸基因酶和 GDP甘露糖焦磷酸酶
的作用, algD基因能够编码 GDP甘露糖脱氢酶, a l
gE基因能够编码一种膜蛋白可能参与到多糖的运
输过程中, a lg基因编码 phosphom annomutase的作
用, 而 algK 基因可能会阻断多糖的合成和运
输 [ 22, 23]。对于甲基菌胞外多糖合成相关基因的研
究中, 利用 Tn5转座子突变技术共发现了 24个
ORFs, 21个胞外多糖合成的相关基因, 分别为 ep
sABCDEFGH IJKLMNOPQRSTU
[ 24]
, 根据同源性分
析显示 epsE和 epsFG的基因产物与W za和W zc转
运蛋白有一定的同源性,上述提到的W za和W zc蛋
白是参与到胞外多糖转运系统的通道蛋白, 另外基
于同源性分析 epsB JNOP和 epsR的基因产物可能作
为糖基转移酶参与到多糖的转运过程中, epsM 和
epsH的基因产物类似于聚合酶的功能。尽管对于
epsI基因缺失的研究发现,该基因的缺失并不能导
致胞外多糖的完全消失, 但是研究仍然认为该基因
编码的产物是很可能定位于周质上参与到多糖的运
输过程,由于未得到 epsL基因缺失突变体, 该基因
的功能还并不完全清楚。 epsOS和 epsT的基因产
物很可能作为酶参与到单糖的激活过程中, EpsQ和
EpsT可能分别通过己糖1磷酸和 NTP来合成
GDP甘露糖和 UDP葡萄糖, EpsS预测作为一种差
向异构酶将 UDP葡萄糖转化为 UDP半乳糖, EpsC
可能具有该菌株合成胞外多糖的过程,但具体的作
用还需要进一步研究, EpsD具有结合 PPIs的结合
蛋白, EpsA可能参与胞外多糖的转录调控过程中,
EpsK也可能作为一种调控蛋白参与到胞外多糖的
合成过程中。H alomonas maura菌中发现有 5个胞
外多糖合成相关基因 epsABCDJ[ 22, 25 ]。该基因簇包
括了 5个 ORFs,其中 ORF1编码 EpsA与胞外多糖
的运输蛋白有 47%左右的同源性。
箭头表示转录方向
图 3 X anthan合成的基因簇
由于乳酸菌产生的胞外多糖在食品工业中的广
泛应用,因而关于乳酸菌胞外多糖合成相关基因方
面的研究屡见报道, Lactococcu s Lactis stra in N IZOB40
胞外多糖的产生包含了 14个基因, 分别为 epsABC
DEFG IJK,其中 EpsD是能引发糖基转移酶, 将葡萄
糖1磷酸从 UDP葡萄糖连接到脂质载体上, EpsE
和 epsF负责将葡萄糖从 UDP葡萄糖连接到脂质载
体的葡萄糖上, EpsG将半乳糖从 UDP半乳糖连接
到与脂质载体连接的纤维二糖上, EpsJ可能作为半
乳糖磷酸转移酶参与到胞外多糖的合成中 [ 26, 27]。
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2010年第 11期 王正荣等 :细菌胞外多糖的生物合成与基因控制
最近, Lebeer等 [ 28 ]将 Lactobacillus rhamnosus GG菌
株的胞外多糖合成相关的基因簇进行鉴定并结合生
物信息学的方法对各基因的 ORFs进行了功能性分
析,其分析结果如表 1所示。在 2005年, 通过对
Lactobacillus rhamnosus 4个不同的菌株的胞外多糖
合成相关基因的比较发现, 编码胞外多糖合成的基
因簇包括了 185 kb的染色体 DNA区域, 有 17个
ORFs,在这 4种菌株中表现出很大的相似性, 但值
得注意的是,这 4个不同菌株的胞外多糖产量却表
现出不同,其产量从 61到 1 611mg /L区间变化,有
人推测胞外多糖产量的变化可能与中心代谢的酶活
以及前提的合成有关系 [ 28, 29]。由雀巢研究中心组
织的关于 Strep tococcus thermophilus S fi6菌的基因簇
的研究,利用 Tn916转座子突变, 并通过生物信息学
的方法,克隆并鉴定了 13个胞外多糖合成和分泌的
相关基因 eps( A - M ),利用同源性比较, 发现除了
epsJ, epsL和 epsM外其它基因的蛋白表达与之前的
发现有一定的同源性,并通过外源表达,进一步验证
了该基因簇的功能 [ 30]。
表 1 L. rhamnosus GG基因簇鉴定
ORFs 长度 ( bp) 预期的编码功能
Bes t BLASTx h it (登录号 )
蛋白 组织
氨基酸相似度 (% )
w ze 756
Autophosphorylating tyrosineprotein k i
nase
W ze ( AAW 22434 ) L. rham nosus ATCC 9595 72
wzd 920
Auxiliary protein for po lysaccharide ex
port and chain length determ inat ion
W zd (AAW22433) L. rham nosus ATCC 9595 88
w zy 1 221 Rep eat un it polym erase W zy ( CAI33441) S trep tococcu s pneum oniae
serotyp e 16a
29
g lf 1 131 UDPgalactopyranose mu tase G lf (YP_536435) L. salivariu sUCC118 73
w zx 1 437 Rep eat un it transporter W zx ( YP_1988153 ) L. casei BL23 55
w elJ 600 G lycosyltransferase ZP_1274133 L. reu teri 100- 23 26
w elI 1 137 G lycosyltransferase NP_784849 L. plan ta rum WCFS1 35
w eHl 936 G lycosyltransferase NP_784850 L. plan ta rum WCFS1 40
w elG 1 017 G lycosyltransferase YP_1271955 L. reu teri F275 32
w elF 1 068 G lycosyltransferase W ffU ( ACA24914 ) Shigella dysen teriae 28
w elE 669
Undecap renylphosph ate galactose phos
photransferase; prim ing glycosyltrans ferase
YP_1842290 L. reu teri F275 61
rm lAa 795 dTDPglucose pyroph osphory lase Rm lA ( AAW 22443) L. rham nosus ATCC 9595 90
orf l 1 494 Pu tat ive tran sposase YP_806463 L. casei ATCC 334 62
rm lC 597
dTDP4dehydrorham nose3, 5ep ime
rase
Rm lC (AAW22444) L. rham nosus ATCC 9595 98
rm lB 936 dTDPDglucose4, 6dehyd ratase Rm lB (AAW22445) L. rham nosus ATCC 9595 99
w zr 891
T ranscript ion al regulator of po lysaccha
rid e b iosyn thesis
W zr ( AAW 22447 ) L. rham nosus ATCC 9595 97
w zb 765 Phosphotyros ine protein phosphatase W zb (AAW22466) L. rhamnosusRW6541M 100
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生物技术通报 B iotechnology Bulletin 2010年第 11期
根瘤菌作为一种固氮菌,其所产生的胞外多糖
在共生和固氮方面发挥着重要的作用, 因此对于根
瘤菌胞外多糖合成相关方面的研究显得尤为重要,
在根瘤菌中对 R. meliloti菌株的研究发现了 22个相
关基因,其中 19个在其巨型质粒上 [ 31, 32]。以根瘤
菌 Rhizobium legum inosarum 为研究对象, 发现了
RosR基因对胞外多糖的合成起到调控作用, Ros蛋
白作为一种转录调节因子, 属于 Ros/M ucR蛋白家
族,在 C末端具有 Cys2H is2的锌指, rosR上游区域
具有 - 35到 - 10的启动子序列, 是两个保守的反向
回文五聚体, 也是 cAMPCRP结合位点, rosR基因
的移码突变能够形成一个较干但是相对有皱的菌
落,可是并不能固氮 [ 33 ]。另外一个 pssA基因也在
转录水平上对胞外多糖的合成起到控制作用, 而
pssA和 rosR在根瘤菌中的多拷贝均能增加胞外多
糖的合成以及固定根瘤的形成 [ 34 - 36]。
3 展望
细菌胞外多糖以其流变特性和物理特性被越来
越多的研究者所关注, 细菌胞外多糖相比较植物多
糖来说,其优点在于其种类的多样性, 易培养, 易分
离,安全无毒等, 但是由于目前对于胞外多糖的认识
的不足,以及合成胞外多糖的成本巨大,使得对胞外
多糖的利用并未得到很好地开展, 而对胞外多糖的
生物合成和基因控制方面的研究, 有助于对细菌胞
外多糖进行深入的了解, 尤其是控制其合成基因的
研究,在提高胞外多糖产量方面有很好的效果。以
乳酸菌为例, Ramos等研究了 Lactococcus alctis的胞
外多糖产生菌和非产生菌与葡萄糖代谢的相互关
系,发现了胞外多糖合成的代谢关键物,从而为研究
寻找通过遗传操作提高 EPS产量的方法提供了线
索 [ 37]。但是到目前为止关于胞外多糖合成的机制
还存在很多未知, 例如, 它的合成到底是否需要模
板,其合成是如何终止的, 哪些因素影响了多糖的合
成,如何影响,同时多糖的聚合的分子量是如何进行
调控的等,这些都需要我们不断的研究和探索 [ 38]。
参 考 文 献
[ 1] Ban ik RM, K anariB, U padhyay SN. Exopolysaccharide of the gellan
fam ily: p rospects and poten tia.l W orld Journ al of M icrobiology and
B iotechnology, 2000, 16( 5) : 407414.
[ 2] Su therl IW. Bacterial exopolysaccharidestheir nature and p roduc
t ion. An tib iot ics and Chem oth erapy, 1989, 42: 5055.
[ 3] Audy J, Labrie S, Roy D, et a.l Sugar source m odu lates exopolysac
charide b iosynthes is in B if id oba cterium longum subsp. longum CRC
002. M icrob iology, 2010, 156( 3 ): 653664.
[ 4] E lisashv ili V I, Kach lishvili ET, W asser SP. Carbon and n itrogen
source effects on bas id iom ycetes exopolysaccharide p roduct ion.
Prik ladnaia B iokh im iia iM ikrob iolog iia, 2009, 45( 5 ) : 592596.
[ 5] Rehm BHA, Valla S. B acterial alginates: b iosyn thesis and app lica
t ions. App lied M icrob iology and B iotechn ology, 1997, 48 ( 3 ):
281288.
[ 6] Postm a PW, L engeler JW, Jacobson GR. Phosphoenolpyruvate: carbo
hydrate phosphotran sferase system s of bacteria. M icrob iolog ical Re
view s, 1993, 57 ( 3) : 543594.
[ 7] V iana R, M onedero V, Dossonnet V, et a.l E nzym e I and H Pr from
Lactoba cillus casei: The ir role in sugar tran sport, carbon catabolite re
p ression and inducer exclu sion. M olecu lar M icrobiology, 2000, 36
( 3) : 570584.
[ 8] S tlke J, Arn audM, Rapoport G, et a.l PRDA protein dom a in in
volved in PTSdepend ent indu ct ion and carbon catabolite repression
of catabolic operons in bacteria. M olecu lar M icrob iology, 1998, 28
( 5) : 865874.
[ 9] Law s A, Gu Y, M arshallV. B iosynthesis, characterisat ion, and design
ofb acterial exopo lysaccharides from lact ic acid bacteria. B iotechnolo
gy Advances, 2001, 19( 8 ) : 597625.
[ 10] S tingele F, New ell JW, N eeser JR. Unravel ing the function of g lyco
syltransferases in S trep tococcu s th erm oph ilu s S f i6. Jou rn al of Bacteri
o logy, 1999, 181( 20) : 63546360.
[ 11] C ern ing J. Exocel lu lar po lysaccharides produced by lact ic acid b ac
teria. FEM SM icrob io logy Letters, 1990, 87( 12) : 113130.
[ 12] L iuM, S iezen RJ, N auta A. In silico p red ict ion of h orizontal gene
tran sfer even ts inLac tobacil lu s delbrueckii ssp. bulgaricu s andS trep
tococcu s th ermoph ilu s reveals p rotocooperation in yogurtm anufactur
ing. App lied and Environm en talM icrob iology, 2009, 75( 12) : 4120
4129.
[ 13] Degeest B, Van ingelgem F, de Vuyst L. M icrob ia l physiology, fer
m en tat ion k inetics, and process eng ineering of heteropolysaccharide
p roduction by lactic acid bacteria. International D airy Journ a,l
2001, 11 ( 9) : 747757.
[ 14] FordeA, F itzgeraldGF. M olecu lar organ izat ion of exopolysaccharide
( EPS) encod ing genes on the lactococcal bacteriophage adsorp tion
b lock ing p lasm id, pC I658. Plasm id, 2003, 49( 2 ) : 130142.
[ 15] M argarit is A, Pace GW, B lanchHW, et a.l Em Com prehens ive B io
technology: the prin ciples, app lications and regu lat ion s of b iotech
nology in indu stry, agricu ltu re and m ed icine. M icrob ial Polysaccha
ride, 1985, 3: 10051043.
[ 16] Wang P, Zhong Z, Zhou J, et a.l Exopolysaccharide biosyn th es is is
54
2010年第 11期 王正荣等 :细菌胞外多糖的生物合成与基因控制
im portant forMesorh izobium tianshanense: p lan t host in teraction. A r
ch ives ofM icrob iology, 2008, 189 ( 5) : 525530.
[ 17 ] B roadben t JR, M cm ahon DJ, W elker DL, et a.l B iochem is try, genet
ics, and appl icat ions of exopolysaccharide production in S trep tococ
cus th erm oph ilu s: a review. Journal ofD airy S cience, 2003, 86( 2) :
407.
[ 18 ] W h it field C, K een leys ideW J. Regu lat ion of expression of group IA
capsu lar polysaccharides in E sch erichia coli and related extracellu
lar polysacch arid es in other bacteria. Journal of IndustrialM icrob i
ology and B iotechnology, 1995, 15 ( 4) : 361371.
[ 19 ] T iw ari P, M isra AK. Syn thesis of ol igosaccharide fragm ents corre
spond ing to th e exopo lysaccharide released by S trep tococcus mace
don icu s Sc 136. G lycocon jugate Jou rna,l 2008, 25( 2 ): 8599.
[ 20 ] Vanhooren P, Vandamm e E J. B iosynthesis, physiolog ical role, use
and fermentation process characteris tics of bacterial exopolysacchar
ides, 1998.
[ 21 ] Beck er A, K atzen F, PhlerA, et a.l Xan than gum b iosyn thesis and
app lication: a b iochem ical /genet ic p erspect ive. App lied m icrob iolo
gy and B iotechno logy, 1998, 50 ( 2) : 145152.
[ 22 ] Sutherland IW. M icrob ial po lysaccharides from G ramnegat ive bac
teria. InternationalDa iry Journa,l 2001, 11( 9) : 663674.
[ 23 ] Jain S, Ohm an DE. Delet ion of algK inmucoidP seudom onas aerugi
nosa b locks alginate polym er format ion and resu lts in uron ic acid
secret ion. Jou rnal of b acterio logy, 1998, 180 ( 3) : 634.
[ 24 ] Yosh ida T, Ayabe Y, YasunagaM, et a.l G enes involved in th e syn
thesis of th e exopolysaccharide m ethano lan by the ob ligate m ethyl
otrophM e thyloba cillu s sp. strain 12S. M icrob iology, 2003, 149 ( 2) :
431444.
[ 25 ] Arco Y, Llam as I, M artiN ezCheca F, et a.l TIFABC J genes are in
volved in the biosyn th es is of the exopolysacch arid e m auran pro
duced by H a lomona s m au ra. M icrob iology, 2005, 151 ( 9 ) :
28412851.
[ 26 ] vanK ran enbu rg R, van Sw am II, M arugg JD, et a.l E xopo lysaccha
rid e b iosynthesis inLac tococcus lactisN IZO B40: fun ct iona lanalysis
of th e glycosyltran sferase genes invo lved in synthes is of th e polysac
charide backbone. Journal of bacteriology, 1999, 181 ( 1) : 338.
[ 27 ] vanK ran enbu rg R, M arugg JD, van Sw am II, et a.l M olecu lar char
acterization of the p lasm idencoded ep s gene clu ster essent ial for
exopolysaccharide b iosyn thes is in Lactococcu s la ctis. Mo lecular m i
crob iology, 2003, 24( 2) : 387397.
[ 28] Lebeer S, Verhoeven T, Francius G, et a.l Id ent ificat ion of a gene
cluster for th e b iosyn th es is of a long, galactoserich exopolysaccha
ride in Lac tobaci llu s rham nosu s GG and fun ct ional ana lysis of the
p rim ing glycosyltrans ferase. App lied and env ironm en talm icrob iolo
gy, 2009, 75 ( 11) : 3554.
[ 29] Pan t B, Lapointe G, G ilbert C, et a.l Com parative analys is of the
exopolysacch arid e b iosyn thesis gen e clusters from fou r s trains of
Lactoba cillu s rham nosu s. M icrob iology, 2005, 151( 6) : 1839.
[ 30] S tingele F, N eeser JR, M ollet B. Iden t if icat ion and characterization
of the ep s ( exopolysaccharide) gene clus ter from S trep tococcus ther
mophi lu s S fi6. Jou rnal of Bacteriology, 1996, 178( 6) : 16801690.
[ 31] Leigh JA, W alker GC. E xopo lysacch arid es ofRh izobium: synthes is,
regulation and sym b iotic fun ct ion. T rends in Gen et ics, 1994, 10
( 2) : 6367.
[ 32] K aufus i PH, Forsb erg LS, T ittabu tr P, et a.l Regu lation of exopo
lysaccharide syn thesis inR hizobium sp. strain TAL1145 involves an
alternative s igm a factor gen e, rpoH 2. M icrob iology, 2004, 150( 10 ):
34733482.
[ 33] JanczarekM, Skorupsk a A. The Rh izobium legum inosarum bv. trifo
li i RosR: transcript ional regu lator involved in exopolysaccharide
p roduction. M olecu lar P lan tM icrob e Interact ions, 2007, 20 ( 7 ):
867881.
[ 34] Janczarek M, Jaroszukscisel/ J, Skorup ska A. Mu ltiple cop ies of
rosR and pssA genes enhan ce exopolysaccharide produ ct ion, sym b i
ot ic comp et itiveness and clover nodu lat ion in Rh izobium leg um ino
sarum bv. trif olii. An ton ie van Leeuw enhoek, International Journ al
of General andMo lecularM icrob iology, 2009, 96( 4) : 471486.
[ 35] GuerreiroN, Ksenzenko VN, D jord jevicMA, et a.l E levated levels of
synthes is of over 20 p roteins resu lts after mu tation of th eRh izobium
leg um inosarum exopolysaccharide syn th es is gen e pssA. Jou rnal of
Bacteriology, 2000, 182( 16 ) : 4521.
[ 36] Skorupska A, Jan czarekM, M arczak M, et a.l Rh izob ial exopolysac
charides: genet ic con trol and symb iot ic functions. M icrob ial C ell
Factories, 2006, 5 ( 1) : 7.
[ 37] Boels IC, Ram osA, K leerebezem M, et a.l Funct ional ana lysis of the
Lactococcus la ctis galU and galE gen es and their impact on sugar
nu cleot ide and exopo lysacch arid e b iosynthesis. App lied and E nvi
ronm entalM icrob iology, 2001, 67( 7 ) : 30333040.
[ 38] 王玲燕,李元.微生物胞外多糖生物合成研究进展.药物生物技
术, 2002, 9( 6 ): 369373.
55