CN106399428A - 一种高效分离制备单一分子量透明质酸寡糖的方法 - Google Patents

一种高效分离制备单一分子量透明质酸寡糖的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106399428A
CN106399428A CN201610865128.3A CN201610865128A CN106399428A CN 106399428 A CN106399428 A CN 106399428A CN 201610865128 A CN201610865128 A CN 201610865128A CN 106399428 A CN106399428 A CN 106399428A
Authority
CN
China
Prior art keywords
hyaluronic acid
buffer
molecular
weight hyaluronic
molecular weight
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201610865128.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106399428B (zh
Inventor
康振
陈坚
堵国成
原攀红
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangnan University
Original Assignee
Jiangnan University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangnan University filed Critical Jiangnan University
Priority to CN201610865128.3A priority Critical patent/CN106399428B/zh
Publication of CN106399428A publication Critical patent/CN106399428A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106399428B publication Critical patent/CN106399428B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P19/00Preparation of compounds containing saccharide radicals
    • C12P19/26Preparation of nitrogen-containing carbohydrates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P19/00Preparation of compounds containing saccharide radicals
    • C12P19/14Preparation of compounds containing saccharide radicals produced by the action of a carbohydrase (EC 3.2.x), e.g. by alpha-amylase, e.g. by cellulase, hemicellulase

Landscapes

  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

本发明公开了一种高效分离制备单一分子量透明质酸寡糖的方法,属于生物工程技术领域。本发明采用生物酶法催化降解HA,将制备的寡糖规模化分离和纯化,实现了工业化生产制备单一分子量的透明质酸寡糖。本发明将单一分子量的透明质酸寡聚糖进行分离,在工业上用于制备单一寡聚透明质酸及其衍生体具有潜在而非常广泛的价值。

Description

一种高效分离制备单一分子量透明质酸寡糖的方法
技术领域
本发明涉及一种高效分离制备单一分子量透明质酸寡糖的方法,属于生物工程技术领域。
背景技术
透明质酸(hyaluronic acid,简称HA),俗称玻璃尿酸,是一种由D-葡萄糖醛酸和N-乙酰氨基葡萄糖为重复双糖单位,通过β(1-3)和β(1-4)糖苷键交替连接而成的大分子酸性黏性多糖,1934年由Meyer等人从牛玻璃球眼中首次提取获得,广泛用于医药、化妆品、食品等领域。研究表明,分子量对透明质酸的活性有很大影响,不同分子量的透明质酸甚至表现出截然相反的活性。
透明质酸以其独特的分子结构和理化性质在机体内显示出多种重要的生理功能,如润滑关节,调节血管壁的通透性,调节蛋白质,水电解质扩散及运转,促进创伤愈合等。尤为重要的是,透明质酸具有特殊的保水作用,是目前发现的自然界中保湿性最好的物质,被称为理想的天然保湿因子,由于HA具有良好的保湿性、粘弹性、渗透性和延展性,同时无任何免疫原性和毒性,被广泛应用于化妆品、食品和医药等行业领域。
根据文献研究表明,分子量大小对HA的生物活性影响较大,不同分子量范围的HA表现出截然不同的生理学功能。高分子量的HA(Mr>2×106)由于具有较好的粘弹性、保湿性、抑制炎性反应、润滑等功能,可应用于高端化妆品行业、眼科手术黏弹剂和关节腔内注射治疗。中等分子量的HA(介于1×105-106)具有良好的保湿性、润滑和药物缓释作用,可广泛用于化妆品、滴眼液、皮肤烧伤愈合及术后防粘连。低分子量的HA和寡聚透明质酸,表现出非常强的生物活性,具有抑制肿瘤扩散、促进创伤愈合、促进骨和血管生成、免疫调节等作用,且易于渗透到真皮中,免疫细胞、细胞因子的激活剂。因此,小分子透明质酸在食品保健、化妆品以及临床医疗领域具有广阔的应用前景。
透明质酸经过酶解得到的产物一般为多种O-HA的混合物,如果要制备不同糖残基数的O-HA,必须经过分离。Tawada等用阴离子交换色谱柱进行分离,将冻干的样品溶于蒸馏水,通过阴离子交换色谱柱将不同残基数的寡糖分离开,不同的O-HA片段用凝胶过滤脱盐,然后用离心超滤装置除菌除热原,得到不同大小的O-HA。Ikegami-Kawai等用聚丙烯酰胺凝胶色谱进行分离,此外还有凝胶渗透色谱法(GPC)、HPLC法等分离方法。O-HA经凝胶层析分离只能得到一定Mr范围的混合物,不能制得单一分子量的O-HA。O-HA经Bio-gel P6凝胶层析分离只能够将大分子HA分离出来。Dowex1×2强阴离子交换层析不能完全将不同Mr的O-HA分离出来。
发明内容
本发明公开了一种利用离子交换柱实现单一分子量透明质酸寡糖的制备方法。
所述方法包括以下步骤:
(1)以透明质酸酶水解透明质酸得到透明质酸寡糖混合物;
(2)使用离子交换柱HiPrep Q FF 16/10对透明质酸寡糖混合物进行分离纯化;
所述步骤(2)中,先使用10倍柱体积的缓冲液A冲洗柱子,再通过10倍柱体积的洗脱剂,以2mL/min的流速对色谱柱进行线性洗脱,;所述洗脱剂由缓冲液A、缓冲液B组成,其中NaCl浓度于100min内从0提高到0.2mol/L,收集、合并同一峰对应的洗脱液;所述缓冲液A是50mmol/L的pH 8.5的甘氨酸-氢氧化钠缓冲液,所述缓冲液B是pH 8.5的0.5mol/L的NaCl缓冲液。
在本发明的一种实施方式中,缓冲液A的制备是称取3.75g甘氨酸溶解于500mL去离子水,用5MNaOH溶液调节pH至8.5,加去离子水定容至1L;缓冲液B的制备是称取29.22gNaCl溶于缓冲液A中,并定容至1L。
在本发明的一种实施方式中,步骤(1)是在发酵罐中加入900mL的水,并加入透明质酸酶3.5×107U和透明质酸40g,并加水至1L,在45℃、转速为700rpm条件下反应,反应11小时后高温灭活。
本发明为解决规模化制备单一分子量透明质酸寡糖的的问题,采用生物酶法催化降解HA,将制备的寡糖规模化分离和纯化,实现了工业化生产制备单一分子量的透明质酸寡糖。本发明将单一分子量的透明质酸寡聚糖进行分离,在工业上用于制备单一寡聚透明质酸及其衍生体具有潜在而非常广泛的价值。
附图说明
图1是罐中酶活3.5×104U/mL的分子量变化趋势图;
图2是水解产物的分离图;
图3是纯化出的HA4的质谱图;
图4是纯化出的HA6的质谱图;
图5是纯化出的HA8的质谱图;
图6是纯化出的HA10的质谱图;
图7是纯化出的HA12的质谱图;
图8是纯化出的HA14的质谱图。
具体实施方式
水解产物分离方法:
水解产物15000r/min离心20min后取上清,缓冲液A:50mmol/L,pH 8.5的甘氨酸-氢氧化钠缓冲液(称取3.75g甘氨酸溶解于500mL去离子水,用5M NaOH溶液调节pH至8.5,加去离子水定容至1L);缓冲液B:pH 8.5,0.5mol/LNaCl缓冲液(称取29.22gNaCl溶于800mL缓冲液A中,并定容至1L),使用柱子HiPrep 16/10Q FF(柱体积:20mL)美国GE公司。通过10倍色谱柱体积(CV)的洗脱剂,以2mL/min的流速对色谱柱进行线性洗脱,洗脱剂由缓冲液A、缓冲液B组成,其中NaCl浓度于100min内从0提高到0.2mol/L,AKTA蛋白纯化系统美国Amersham Biosciences公司。AKTA蛋白纯化系统配备有96孔板收集装置,每个孔收集1mL的洗脱液。分离结束后,将96孔板从AKTA中取出,将收集的溶液放入冰中保存。
水解产物的质谱检测方法:
洗脱样品15000r/min离心20min后取上清,稀释至1mg/mL上样。BEHAmide(100mm×2.1mm,1.7μm)美国Waters公司;Waters Maldi synpat Q-TOF MS美国Waters公司,色谱条件:ESI-MS条件;色谱仪:Waters Acquity UPLC;分析色谱柱:BEHAmide 2.1×100mm1.7μm,柱温:45℃,流速0.3mL/min,进样量1μL,流动相:A:甲酸铵,B:乙腈,离子方式:ESI。质谱条件:离子源参数ESI,雾化器压力:30psi;脱溶剂气体流速50L/hour;温度400℃;负离子模式。可检测出分离产物的成分。
实施例1规模化制备特定分子量透明质酸寡糖
以水蛭来源的透明质酸酶对大分子量透明质酸进行水解,大分子量透明质酸的起始分子量大小为1.21×106Da。在发酵罐中加入900mL的水,并加入透明质酸酶3.5×107U和透明质酸40g,最后加水至1L,在45℃、转速为700rpm条件下反应。每隔1小时取样并将样品在沸水中煮沸10分钟以将酶灭活,然后采用0.22μm的滤膜过滤,使用凝胶柱进行分子量测定,绘制出分子量变化趋势图。如图1所示的是,发酵罐中初始酶活3.5×104U/mL条件下透明质酸分子量随时间的变化趋势图。
发酵罐在11小时高温灭活,水解产物进行分离纯化。将发酵罐中的水解样品离心15000rpm、20min,并通过0.22μm的水系膜过滤,取10ml样品,待缓冲液A将柱子冲洗10倍柱体积后,将样品注入AKTA系统。通过10倍色谱柱体积(CV)的洗脱剂,以2mL/min的流速对色谱柱进行线性洗脱,洗脱剂由缓冲液A、缓冲液B组成,其中NaCl浓度于100min内从0提高到0.2mol/L,AKTA蛋白纯化系统配备有96孔板收集装置,每个孔收集1mL的洗脱液。分离结束后,将96孔板从AKTA收集器中取出,如图2所示水解产物的离子交换图,将每个峰对应的96孔板中的洗脱液收集起来。将96孔板中收集的同一峰的洗脱液进行合并,合并后每一个峰的样品通过透析袋进行脱盐,之后将收集的样品在-80℃进行冷冻,在冷冻干燥机中进行冻干。
冻干后的样品使用咪唑硫酸法测定寡糖的纯度,其中HA4、HA6、HA8、HA10、HA12、HA14的产物得率分别为75%、64.5%、55%、43.5%、43%、40.5%。HA4、HA6、HA8、HA10、HA12、HA14的产物得率分别为94%、91%、88%、87.5%、85%、82%、80.5%。对纯化的样品进行质谱检测,如图3所示,是纯化出HA4的质谱图;如图4所示,是纯化出HA6的质谱图;如图5所示,是纯化出HA8的质谱图;如图6所示,是纯化出HA10的质谱图;如图7所示,是纯化出HA12的质谱图;如图8所示,是纯化出HA14的质谱图。

Claims (5)

1.一种制备单一分子量透明质酸寡糖的方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)以透明质酸酶水解透明质酸得到透明质酸寡糖混合物;
(2)使用离子交换柱HiPrep Q FF 16/10对透明质酸寡糖混合物进行分离纯化;
所述步骤(2)中,先使用10倍柱体积的缓冲液A冲洗柱子,再通过10倍柱体积的洗脱剂,以2mL/min的流速对色谱柱进行线性洗脱,;所述洗脱剂由缓冲液A、缓冲液B组成,其中NaCl浓度于100min内从0提高到0.2mol/L,收集、合并同一峰对应的洗脱液;所述缓冲液A是50mmol/L的pH 8.5的甘氨酸-氢氧化钠缓冲液,所述缓冲液B是pH 8.5的0.5mol/L的NaCl缓冲液。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,缓冲液A的制备是称取3.75g甘氨酸溶解于500mL去离子水,用5M NaOH溶液调节pH至8.5,加去离子水定容至1L;缓冲液B的制备是称取29.22gNaCl溶于缓冲液A中,并定容至1L。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(1)是在发酵罐中加入900mL的水,并加入透明质酸酶3.5×107U和透明质酸40g,并加水至1L,在45℃、转速为700rpm条件下反应,反应11小时后高温灭活。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述透明质酸酶是水蛭来源的透明质酸酶。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述透明质酸的分子量是1.21×106Da。
CN201610865128.3A 2016-09-29 2016-09-29 一种高效分离制备单一分子量透明质酸寡糖的方法 Active CN106399428B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610865128.3A CN106399428B (zh) 2016-09-29 2016-09-29 一种高效分离制备单一分子量透明质酸寡糖的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610865128.3A CN106399428B (zh) 2016-09-29 2016-09-29 一种高效分离制备单一分子量透明质酸寡糖的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106399428A true CN106399428A (zh) 2017-02-15
CN106399428B CN106399428B (zh) 2019-08-06

Family

ID=59228139

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610865128.3A Active CN106399428B (zh) 2016-09-29 2016-09-29 一种高效分离制备单一分子量透明质酸寡糖的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106399428B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109517012A (zh) * 2018-11-13 2019-03-26 华熙福瑞达生物医药有限公司 一种高纯度透明质酸寡糖的制备方法
CN111040048A (zh) * 2019-12-21 2020-04-21 南京汉欣医药科技有限公司 一种超低分子量透明质酸及其制备方法
CN114288308A (zh) * 2021-12-02 2022-04-08 华熙生物科技股份有限公司 一种以四糖为主的透明质酸寡糖组合物及其制备方法和应用

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103484513A (zh) * 2013-10-22 2014-01-01 江南大学 一种酶法制备小分子寡聚透明质酸的方法
CN104610467A (zh) * 2015-01-27 2015-05-13 江南大学 一种透明质酸四糖和六糖的分离方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103484513A (zh) * 2013-10-22 2014-01-01 江南大学 一种酶法制备小分子寡聚透明质酸的方法
CN104610467A (zh) * 2015-01-27 2015-05-13 江南大学 一种透明质酸四糖和六糖的分离方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
原攀红等: "《体外酶法水解制备小分子透明质酸》", 《食品科学技术学报》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109517012A (zh) * 2018-11-13 2019-03-26 华熙福瑞达生物医药有限公司 一种高纯度透明质酸寡糖的制备方法
CN109517012B (zh) * 2018-11-13 2020-05-22 华熙生物科技股份有限公司 一种透明质酸寡糖的制备方法
CN111040048A (zh) * 2019-12-21 2020-04-21 南京汉欣医药科技有限公司 一种超低分子量透明质酸及其制备方法
CN114901701A (zh) * 2019-12-21 2022-08-12 南京汉欣医药科技有限公司 一种超低分子量透明质酸及其制备方法
CN114288308A (zh) * 2021-12-02 2022-04-08 华熙生物科技股份有限公司 一种以四糖为主的透明质酸寡糖组合物及其制备方法和应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN106399428B (zh) 2019-08-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Deniaud et al. Structural studies of the mix-linked β-(1→ 3)/β-(1→ 4)-D-xylans from the cell wall of Palmaria palmata (Rhodophyta)
Liu et al. A rhamnan-type sulfated polysaccharide with novel structure from Monostroma angicava Kjellm (Chlorophyta) and its bioactivity
US20210155720A1 (en) Method for Preparing Hyaluronan Odd-numbered Oligosaccharides by Double Enzyme Hydrolysis
CN106399428B (zh) 一种高效分离制备单一分子量透明质酸寡糖的方法
CN103360439B (zh) 制备肝素五糖的新中间体及其制备方法
CN109400753B (zh) 大鲵软骨制剂
CN110357983B (zh) 一种海参岩藻聚糖硫酸酯和硫酸软骨素低聚糖的制备方法
CN111234044B (zh) 一种低分子量金耳葡糖醛酸-木甘聚糖及其制备方法和应用
CN105399848B (zh) 一种岩藻聚糖硫酸酯、其制备方法和用途
Liu et al. Strategy for the sequence analysis of heparin
CN113201081A (zh) 具免疫活性的平卧菊三七多糖及其制备方法和应用
AU2021103870A4 (en) Low-molecular-weight tremella aurantialba glucuronoxylomannan as well as preparation method and application thereof
CN106467561B (zh) 一种快速分离、纯化人参精氨酸糖苷的方法
EP0475383B1 (en) Polysaccharide composition or polysaccharide having heparinoid activity, process for producing the same, and anticoagulant containing the same as active ingredient
CN101698683B (zh) 从林蛙油中提取多糖的方法
EP1024147B1 (en) Process for preparing (1-3)-beta-d-glucan from fungi
CN105949335B (zh) 一种具有抗血小板聚集活性的寡糖类组分及其制备方法
CN105331655B (zh) 一种茶籽低聚糖及其制备方法
CN115386013B (zh) 一种具有强效抗凝活性的海带多糖及其制备方法和应用
CN109251255B (zh) 一种岩藻糖化硫酸软骨素FCShm及其制备方法和应用
CN116003645A (zh) 一种泡叶藻岩藻多糖及其制备和纯化方法
CN109439709A (zh) 一种新Iota卡拉胶寡糖的制备方法
JP3939592B2 (ja) オリゴ糖(塩)の製造方法
CN111057115B (zh) 一种从贵妃蚌中提取的抗血栓类肝素及其制备方法和应用
CN113307893A (zh) 一种高纯度灰树花多糖提取物的制备与纯化方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20170215

Assignee: Shuiyang Cosmetics Manufacturing Co.,Ltd.

Assignor: Jiangnan University

Contract record no.: X2024980001574

Denomination of invention: An efficient method for separating and preparing single molecular weight hyaluronic acid oligosaccharides

Granted publication date: 20190806

License type: Exclusive License

Record date: 20240130