Quelle est la méthode de Production de l’acide hyaluronique?

Acidehyaluronique (HA), également connu sous le nom dehyaluronan, est un mucopolysaccharide de grande molécule qui est largement trouvé dans le tissu conjonctif des animaux et des humains et dans les capsules de certaines bactéries....... En 1934, Meyer et d’autres ont d’abord isolé lA asubstance de l’humour vitré du bétail. Dans les années 1970, Balazs et d’autres [2] ont extrait l’acide hyaluronique des rayons de poulets et des cordons ombilicaux humains et l’ont formulé en acide nif-hyaluronique, un agent viscoélastique auxiliaire pour la chirurgie ophtalmique, qui a été le pionnier de l’applicatiSur lemédicale de l’acide hyaluronique. Il a été utilisé dans les cosmétiques haut de gamme pour les soins de la peau au début des années 1980, et sa demande a augmenté considérablement. En 1987, il a également été commercialisé comme traitement de l’arthrite et, au cours des dernières années, il a été largement utilisé comme support de médicaments et matériau de génie tissulaire. Avec le développement continu de la recherche sur l’application de l’acide hyaluronique dans les cosmétiques et la médecine, il est de plus en plus reconnu comme un nouveau médicament biochimique important, à la fois au pays et à l’étranger.

Dans les années 1980, la Chine a commencé à rechercher les processus de séparation, de purification et de préparation et cliniqueApplications de l’acide hyaluronique....... Au début des années 1990, les préparations à base d’acide hyaluronique étaient déjà sur le marché en tant que nouveaux médicaments, et la méthode de La productionavait également évolué de l’extraction à la fermentation microbienne. En induisant des mutations dans la souche de fermentation, les matières premières de fermentation, les Conditions généralesde fermentation et le processus de fermentation ont été continuellement améliorés et optimisés, et le rendement en acide hyaluronique a été considérablement augmenté. Cependant, la viscosité du bouillon de fermentation limite l’augmentation ultérieure de la production d’acide hyaluronique. A l’heure actuelle, la recherche sur les méthodes de fermentation s’est déplacé de la simple recherche du rendement vers la qualité de l’acide hyaluronique, qui offre de bonnes opportunités pour le développement d’opérations d’ingénierie métabolique. Dans le même temps, de nouvelles souches génétiquement modifiées, plus sûres, entrent progressivement sur le marché.

1 propriétés et caractéristiques de l’acide hyaluronique

1.1 Structure et propriétés physiques et chimiques de l’acide hyaluronique

L’acide hyaluronique est un polysaccharide linéaire composéDe n-acétylglucosamine (GlcNAc) et d’acide d-glucuronique (GlcUA) comme unité répétitive des disaccharides. Il a un poids moléculaire relatif d’environ 10⁵~10⁷ et 300 à 11 000 unités disaccharidiques, ce qui en fait une grande molécule biologique. L’observation au microscope électronique confirme que l’acide hyaluronique est une chaîne linéaire simple. En raison des liaisons d’hydrogène entre les monosaccharides sur l’axe linéaire, la molécule d’acide hyaluronique prend une forme cylindrique rigide dans l’espace. L’intérieur de la colonne est fortement hydrophile en raison du grEt en plusnombre de groupes hydroxyle. L’acide hyaluronique peut se lier jusqu’à 1000 fois son propre poids dans l’eau en solution, et cette eau est fixée dans la colonne en spirale; Il ne se perd pas facilement [3]. Gibbs et al.[4] ont constaté qu’à de faibles concentrations, les solutions d’acide hyaluronique présentent principalement une viscosité, tandis qu’à des concentrations élevées, elles présentent principalement une élasticité.

Une variété de facteurs physiques et chimiques (tels que l’acidité et l’alcalinité, les ultrasons, la lumière ultraviolette, les rayons x, les rayons gamma, l’hyaluronidase, etc.) peuvent causer la dégradation de laMacromolécules d’acide hyaluronique, entraînant une diminution de la viscosité. Lors de la production de l’acide hyaluronique et de ses préparations, la dégradation des chaînes moléculaires doit être minimisée pour maintenir ses propriétés macromoléculaires.

1.2 Distribution et effets physiologiques de l’acide hyaluronique

L’acide hyaluronique est largement distribuéDans le tissu interstitiel de divers tissus humains et animaux. Il est également le composant principal des capsules de bactéries telles que streptocoqueet Pseudomonas aeruginosa. Bien que l’acide hyaluronique obtenu à partir de sources différentes ait des poids moléculaires différents, il n’y a aucune différence entre les espèces et il n’est pas antigénique pour les humains et les animaux.

Les effets physiologiques de l’acide hyaluronique varient selon le tissu dans lequel il se trouve. Par exemple, dans la peau, il agit comme agent de rétention d’eau, dans le liquide synovial, il lubrifie principalement les articulations, et dans les vaisseaux sanguins, il régule principalement la perméabilité. En outre,L’acide hyaluronique interagitAvec diverses protéines telles que CD44, R hyaluronanet fibronectine, influençant ainsi de nombreux processus métaboliques physiologiques tels que l’angiogenèse, la tumorigénèse, le mouvement cellulaire, la cicatrisation des plaies et l’adhésion cellulaire.

2. Applications de l’acide hyaluronique

2.1. Dans les cosmétiques

L’acide hyaluronique est une substanceQui se trouve naturellement dans la peau. L’acide hyaluronique exogène complète l’acide hyaluronique endogène dans la peau. Dans l’industrie cosmétique internationale, l’acide hyaluronique est reconnu comme le facteur d’hydratation naturel idéal (NMF). Les cosmétiques contenant de l’acide hyaluronique sont reconnus internationalement en tant que «cosmétiques biomimétiques» et «cosmétiques de quatrième génération», et de nombreux pays sont en concurrence pour les rechercher et les développer.

2.2 produits de beauté et de santé

Acide hyaluroniqueEst injecté dans la peau comme un produit de comblement pour réduire les rides [6. L’acide hyaluronique est également utilisé comme produit de beauté et de santé, qui est absorbé par le système digestif après ingestion orale, augmentant la synthèse de l’acide hyaluronique dans la peau et d’autres tissus.

2.3 acide hyaluronique dans des applications médicales

2.3.1 chirurgie oculaire

Balázs et al. 2] utiliséAcide hyaluronique en chirurgie ophtalmiquePour l’implantation de la lentille intraoculaire et a constaté qu’elle protégeait l’endothélium cornéen et protégeait également l’iris des dommages causés par les supports de la lentille intraoculaire. Dans d’autres chirurgies ophtalmiques, l’utilisation de l’acide hyaluronique peut augmenter le taux de réussite de la chirurgie et réduire les complications. En particulier, l’acide hyaluronique est un matériau idéal et unique pour la chirurgie visqueuse. L’acide hyaluronique devrait être encore plus utile dans la chirurgie du décollement de la rétine, la vitrectomie ouverte, la réparation des globes oculaires traumatisés, la greffe de la cornée et la chirurgie du glaucome.

2.3.2 traitement des maladies articulaires

Acide hyaluronique et ses sels (hyaluronan)Sont les principaux composants du liquide synovial du cartilage articulaire et jouent un rôle important dans la fonction physiologique de l’articulation. Lorsque la maladie des articulations se produit, la teneur en acide hyaluronique dans l’articulation diminue et ses propriétés physiques et chimiques changent. La supplémentation en acide hyaluronique exogène peut favoriser l’augmentation de l’acide hyaluronique endogène, restaurer la fonction lubrifiante du liquide synovial, favoriser la réparation du cartilage, réduire la production de médiateurs inflammatoires, et améliorer la fonction articulaire. Un grEt en plusnombre de résultats cliniques ont montré que l’acide hyaluronique A un effet thérapeutique clair et est sans danger pour les maladies articulaires telles que l’arthrose et la polyarthrite rhumatoïde, et A de bonnes perspectives d’application [8].

2.3.3 Application en médecine

Acide hyaluroniqueEst utilisé comme véhicule de drogue, qui a les fonctions de médicaments à libération lente et de favoriser l’absorption transdermique des médicaments. En raison du poids moléculaire important de l’acide hyaluronique, les molécules interagissent et se réticulent pour former un réseau dans la solution. Ce réseau adhère aux molécules médicamenteuses, provoquant la libération lente du médicament à partir du vecteur de réseau d’acide hyaluronique. Le taux de diffusion dans le corps est considérablement ralenti, produisant un effet retardé et durable.

La technologie d’administration ciblée de médicaments consiste à combiner l’acide hyaluronique ou ses dérivés avec divers médicaments thérapeutiques pour former un composé, qui permet aux médicaments de rester dans différents sites pathologiques dans le corps pour exercer leurs effets, réduisant ainsi les effets secondaires systémiques des médicaments.

2.3.4 favoriser la guérison des plaies

Après l’acide hyaluroniqueA été utilisé avec succès en chirurgie oculaire, il a également été utilisé dans d’autres procédures chirurgicales. Actuellement, l’acide hyaluronique est utilisé dans la chirurgie cardiothoracique, l’obstétrique et la gynécologie, l’urologie pédiatrique, la chirurgie laparoscopique et d’autres procédures chirurgicales. En tant que matériau biologique hautement viscoélastique, il empêche l’adhésion des tissus postopératoires et favorise la cicatrisation des plaies.

2.3.5 comme indicateur de diagnostic de maladie

Changements dans laQuantité d’acide hyaluroniqueDans le sang humadanspeut également être utilisé comme indicateur pour le diagnostic de maladie, pour aider au diagnostic de certaines maladies. Il a été constaté que la quantité d’acide hyaluronique dans le sang des patients atteints de cirrhose du foie augmentera significativement [10], et une augmentation des taux d’acide hyaluronique après une greffe du foie est un signe précoce de rejet tissulaire. En cas de tumeurs malignes, les changements dans la quantité d’acide hyaluronique sont liés à l’infiltration des cellules tumorales [1].

2.3.6 matériaux pour l’ingénierie tissulaire

L’acide hyaluronique a également une large applicationPerspectives dans le domaine des biomatériaux. À l’heure actuelle, des produits pour la peau et les os artificiels ont été développés avec succès à l’aide d’acide hyaluronique, et il présente également de grandes perspectives d’application dans la recherche de matériaux de réparation pour des organes tels que les nerfs et les vaisseaux sanguins [12]. Le champ d’application de l’acide hyaluronique est également en constante expansion.

3 préparation de l’acide hyaluronique

3.1 méthode d’extraction des tissus animaux

Cette méthode est la première méthode utilisée pourProduire de l’acide hyaluronique, et il utilise des matériaux tels que les peignes de poulet, les cordons ombilicaux humains, la peau de porc, et les yeux vitreux de bovdanscomme matières premières. L’acide hyaluronique extrait des tissus animaux contient souvent beaucoup de protéines et d’autres polysaccharides, ce qui rend le processus d’extraction compliqué, le rendement faible, la purification difficile, le coût élevé, et la qualité du produit mauvaise. Il entraîne également une diminution du poids moléculaire de l’acide hyaluronique au cours du processus d’extraction [13]. Dans le même temps, les sources limitées de matières premières telles que les combes de cockscombes limitent la production. Actuellement, la méthode d’extraction des tissus animaux a tendance à être progressivement remplacée par la méthode de fermentation.

3.2 méthode de fermentation microbienne

3.2.1 synthèse du streptocoque de l’acide hyaluronique

Les principales souches signalées pour laProduction d’acide hyaluroniqueSont streptocoquepyogenes (groupe A) et Streptococcus zooepidemicus(groupe C), Streptococcus À propos de nouset Streptococcus equisimilis. Les streptocoques du groupe A sont hautement pathogènes et ne sont pas souvent utilisés comme souche pour la fermentation à grande échelle; Les streptocoques du groupe C sont moins pathogènes et sont souvent utilisés dans la fermentation microbienne. Des études récentes ont montré qu’il existe deux types de hyaluronansynthase (hyaluronan synt hyaluronanase, hyaluronan S) dans la nature, le type I et le type II. La synthase des streptocoques et des vertébrés est la synthase hyaluronenne de type I, et la synthase de type II ne se trouve que chez Pasteurella multocida¹⁴]. La synthase de type I est généralement étudiée en production. Opérateur (opérateur) de synthèse de Streptococcus hyaluronan (hyaluronan S) composé de hyaluronan sA, hyaluronan sB et hyaluronan sC trois gènes, codant hyaluronan synthase, UDP-glucose déshydrogénase et UDP-glucose pyrophosphorylase, respectivement 15]. La voie de synthèse spécifique de l’hyaluronan dans Streptococcus [16] est illustrée à la Figure 1.

3.2.2 sélection des souches de production d’acide hyaluronique

Les souches de Streptococcus de type sauvage produisent principalement de la streptolysine et de l’hyaluronidase. La streptolysine a pour effet de lyser les globules rouges, de tuer les globules blancs et d’empoisonner le cœur; Lorsqu’il est mélangé avec de l’acide hyaluronique, il réduit également laQualité de l’acide hyaluronique....... L’hyaluronidase peut dégrader l’acide hyaluronique, réduisant ainsi son rendement. Par conséquent, dans la production à grande échelle, il est courant de muter d’abord pour obtenir des souches défectueuses en hémolysine et en hyaluronidase afdansd’améliorer la qualité et le rendement de l’acide hyaluronique. Les méthodes de mutagénèse comprennent la mutagénèse physique [17], la mutagénèse chimique [18] et la mutagénèse combinée [19].

3.2.3 optimisation des conditions de fermentation par l’acide hyaluronique

Streptococcus a des besoins nutritionnels exigeants. Le sérum, la perfusion du cœur du cerveau et d’autres milieux sont généralement nécessaires pour une bonne croissance. Cependant, ces nutriments sont chers, et le coût est trop élevé pour une production à grande échelle. Par conséquent, des sources d’azote complexes telles que la peptone, l’extrait de levure et l’extrait de bœuf sont généralement utilisées à la place. La source de carbone est principalement divers monosaccharides, le plus couramment utilisé étant le glucose. Les autres nutriments comprennent les sels inorganiques et les oligo-éléments. L’optimisation du milieu de culture pour différentes souches peut augmenter laRendement en acide hyaluroniqueDans une certaine mesure [20,21].

Le streptocoque est un anaérobe facultatif qui peut produire et synthétiser de l’acide hyaluronique dans des conditions aérobies et anaérobies, mais des rendements plus élevés et des taux de conversion du produit peuvent être obtenus par fermentation aérée. L’oxygène dissous dans le bouillon de fermentation peut être augmenté en augmentant l’aération et la vitesse d’agitation, mais une vitesse trop élevée peut entraîner une dégradation mécanique de l’acide hyaluronique.

La valeur du pH est un facteur important dans laFermentation de l’acide hyaluronique....... Il est généralement contrôlé autour de 7,0. Les bactéries ne peuvent pas se développer à des valeurs de pH inférieures à 5,5 ou supérieures à 8,5. Le streptocoque est une bactérie lactique qui produit de petits acides organiques tels que l’acide lactique et l’acide acétique. Pendant le processus de fermentation, la valeur du pH doit être neutralisée avec de l’alcali pour maintenir une valeur de pH appropriée.

La température de fermentation est généralement de 37°C, mais des températures plus basses telles que 35°C ou 33°C sont également utilisées, ou des températures différentes sont utilisées à différents stades. Au stade de la culture des semences et au stade précoce de la fermentation, une culture à 37°C peut provoquer une croissance et une multiplication plus rapides des bactéries. Au milieu et à la fin de la fermentation, la température peut être abaissée de manière appropriée. Il a été rapporté que cela peut conduire le métabolisme du glucose à passer de la synthèse des parois cellulaires bactériennes à la synthèse de l’acide hyaluronique, augmentant ainsi le taux de croissance du glucose.Rendement en acide hyaluronique[2].

La rétention d’eauCapacité de l’acide hyaluroniqueEst positivement corrélé avec son poids moléculaire relatif, et plus le poids moléculaire est élevé, meilleure est la capacité de rétention d’eau. Par conséquent, le poids moléculaire est également un facteur important dans l’évaluation de la qualité de l’acide hyaluronique. Armstrong [23] et d’autres ont constaté qu’une augmentation appropriée de l’aération et une réduction de la température de fermentation favorisent l’augmentation du poids moléculaire de l’acide hyaluronique; La concentration initiale de glucose a un effet significatif sur le poids moléculaire de l’acide hyaluronique. En outre, l’addition de glucosamine, d’acide pyruvique, d’uracile et d’autres produits similaires pendant le processus de fermentation peut également aider à augmenter la production d’acide hyaluronique, car ceux-ci sont des précurseurs de la synthèse de l’acide hyaluronique, et en les ajoutant, on peut obtenir de l’acide hyaluronique de poids moléculaire élevé [24].

Le bouillon de Fermentation peut accumuler une certaine quantité de radicaux libres sous aération. Les radicaux libres peuvent provoquer la dégradation de l’acide hyaluronique. L’ajout de quelques récupérateurs de radicaux libres, tels que l’acide vanillique,Acide salicylique, l’acide tannique, etc., au bouillon de fermentation peut protéger l’acide hyaluronique dans une certaine mesure et augmenter la masse moléculaire relative de l’acide hyaluronique. L’ajout d’une petite quantité de lysozyme au bouillon de fermentation peut également augmenter le rendement en acide hyaluronique. Lysozyme&#La fonction est de détruire les parois cellulaires des bactéries, de sorte que les bactéries doivent sécréter plus d’acide hyaluronique pour se protéger. L’ajout de certains tensioactifs tels que le SDS peut inactiver l’hyaluronidase, augmentant ainsi le rendement et le poids moléculaire relatif de l’acide hyaluronique.

3.2.4 recherche sur le procédé de Fermentation à l’acide hyaluronique

Solutio d’acide hyaluroniqueN est un fluide Kezon typique non newtonien; La vitesse d’agitation et la concentration en acide hyaluronique ont une influence significative sur le taux de transfert gaz-oxygène liquide; La fermentation à un taux d’agitation plus élevé peut obtenir un rendement plus élevé en acide hyaluronique 25], et l’utilisation d’un réacteur mélangeur à aube à grille offre un meilleur effet de mélange qu’un mélangeur à turbine, ce qui entraîne un rendement plus élevé en acide hyaluronique [26].

Dans les derniers stades de la fermentation, lorsque la croissance des bactéries entre dans une phase stationnaire, les cellules commencent à produire des toxines et des enzymes de dégradation. Les enzymes provoquent l’autolyse des bactéries, et les composants cellulaires sont libérés dans le milieu de culture, rendant l’extraction difficile. L’utilisation de la culture continue pour produire de l’acide hyaluronique, la culture continue dans un milieu à composition stable, peut réduire l’expression de ces enzymes et réduire le taux de renouvellement de la paroi cellulaire, ce qui est bénéfique pour la séparation et la purification [27]. Cependant, laRendement en acide hyaluroniqueEst souvent instable pendant la fermentation continue. BlanK [28] et d’autres ont utilisé une méthode de dilution périodique du bouillon de fermentation et ont augmenté la dilution multiple à 0,4h ⁴, ce qui a augmenté le rendement en acide hyaluronique de 25% et a rendu le rendement plus stable.

3.2.5 recherches sur l’ingénierie métabolique de l’acide hyaluronique

 L’ingénierie métabolique est une discipline émergente qui étudie la modification des voies métaboliques pour améliorer la performance microbienne et augmenter le rendement des produits finaux. Il a été largement utilisé dans l’amélioration dirigée des souches microbiennes. Les chercheurs ont étudié la voie métabolique de la production d’acide hyaluronique par Streptococcus et ont constaté que le maximum théoriqueTaux de conversion de l’acide hyaluroniqueEst au-dessus de 0,84 g/g, tandis que le taux de conversion de l’acide hyaluronique dans la production est seulement environ 0,1 g/g, et la majeure partie de la source de carbone est convertie en petits acides moléculaires tels que l’acide lactique et l’acide acétique. Certains chercheurs ont utilisé des méthodes de biologie moléculaire pour réguler les noeuds clés du réseau métabolique de Streptococcus hyaluronus, dans une tentative d’augmenter significativement le rendement et le coefficient de rendement de l’acide hyaluronique dans les limites permises par la thermodynamique.

Chong [16,29] et d’autres ont constaté que le métabolisme énergétique de Str. zooepidemicus est régulé par l’activité de la NADH oxydase. Ils ont cloné le gène de la NADH oxydase et l’ont surexpressé dans la cellule. Au fur et à mesure que l’activité de la NADH oxydase augmentait, le principal produit de la fermentation du glucose est également passé de l’acide lactique à l’acide acétique, ce qui a entraîné une augmentation significative de la biomasse des bactéries. Aux stades ultérieurs de la fermentation, l’acide hyaluronique produit enveloppe les cellules, augmentant la viscosité du bouillon de fermentation, réduisant l’oxygène dissous et limitant la croissance cellulaire et la production d’acide hyaluronique. Haoning et al. [30] ont introduit le gène de l’hémoglobine (VGB) du tremella transparent (vitreoscilla sp.) dans le streptococcus, ce qui a considérablement amélioré l’utilisation de l’oxygène par les bactéries, favorisé la croissance bactérienne et augmenté la production deAcide hyaluronique d’environ 20%....... Streptococcus produit de l’acide lactique excessif pendant la fermentation, qui non seulement consomme une grande quantité de source de carbone, mais abaisse également le pH du bouillon de fermentation, inhibant la croissance des bactéries.

Wu³ et al. ont introduit le gène du système de polyhydroxybutyrate (PHB) synthase phbCAB dans S. zooepidemicus, et ont exprimé le gène phbCAB sous l’induction de l’iptg pour obtenir une nouvelle voie de régénération de la NAD, évitant ainsi l’accumulation de NADH et réduisant la synthèse de l’acide lactique. Dans le même temps, NAD DDest nécessaire pour la synthèse de l’acide hyaluronique, qui favorise également la synthèse de l’acide hyaluronique. Le rendement en acide hyaluronique dans la fiole de l’agitation a été augmenté de 29%. Krahulec³²] et al. ont constaté que le rendement en acide hyaluronique d’une souche déficiente en b-glucuronidase était 20% plus élevé que celui du type sauvage, et que le poids moléculaire augmentait également de 2%. On pense que cela est dû au fait que la B-glucuronidase peut hydrolyser l’acide b-glucuronique libre provenant de la partie non réductrice de la substance.polysaccharide, et l’acide b-glucuronique libre peut induire l’expression de son opéron, ce qui entraîne le gaspillage de glucose abondant dans le milieu.

3.2.6 recherche sur la production d’acide hyaluronique à l’aide de souches génétiquement modifiées

Les streptocoques sauvages des groupes A et C produisent des hémolylines, qui sont pathogènes pour les humains et les animaux. Bien que des souches mutantes non pathogènes soient sélectionnées pour la production à grande échelle, les résidus d’hémolysine ne peuvent être ignorés pendant la fermentation; Et le milieu de fermentation streptococcique est cher. Par conséquent, la construction de nouvelles souches artificielles GRAS (généralement reconnues comme sûres) est devenue un axe de recherche.

Yu et al. [33 ont synthétisé artificiellement le gène sseA de S. zooepidemicus, qui code la synthase de l’acide hyaluronique, et l’a transféré dans E. coli avec les gènes homologues de l’acide hyaluronique sB de Streptococcus ou de l’acide hyaluronique sB+Acide hyaluronique sC....... Pour obtenir des souches recombinantes d’e. coli, avec une production d’acide hyaluronique de 190 mg/l et 160 mg/l, respectivement, et un poids moléculaire moyen de 3,5 × 10⁵ à 1,9 × 10⁶. Novozymes a introduit le gène S. equismilis hyaluronan dans Bacillus subtilis. En manipulant les étapes clés de la voie de synthèse de l’acide hyaluronique, l’expression génétique peut être maximisée, la production d’acide hyaluronique augmentée et son poids moléculaire contrôlé. L’expression génétique ne nécessite pas l’utilisation de substances spécifiques pour l’induire, et l’acide hyaluronique qu’elle sécrète est de haut rendement et facile à récupérer.

Chien [34] et d’autres ont inséré les gènes hyaluronique acidesA et hyaluroniqueacidesB de Streptococcus equi Sous-sp.Zooepidemicus dans le NICE (système d’expression contrôlée par la nisine) de lactocoquelactis, entraînant la co-expression de l’acide hyaluronique sA et de l’acide hyaluronique sB chez Lactococcus lactis, et la production d’acide hyaluronique atteignant 0,65 g/l. En outre, certaines personnes ont utilisé chlorelle virus pour infecter les cellules d’algues vertes pour développer un système de synthèse d’acide hyaluronique [S]. Bien que ces nouvelles souches d’acide hyaluronique génétiquement modifiées n’aient pas d’avantage concurrentiel en termes de rendement, elles présentent l’avantage potentiel que le poids moléculaire de l’acide hyaluronique peut être contrôlé, que la pureté est facile à contrôler, et que ces souches ne produisent pas de toxines nuisibles pour les humains ou les animaux, et qu’elles ne produisent pas non plus d’hyaluronidase. Ils sont donc plus adaptés à la productionAcide hyaluronique de haute qualité.

3.3 méthode de synthèse In vitro

Des études ont montré que dans les organismes vivants, l’acide hyaluronique est synthétisé parAcide hyaluronique synthaseCatalyser la synthèse de UDP-GlcUA et UDP-GlcNAc. Par conséquent, ces dernières années, certains chercheurs ont tenté de synthétiser l’acide hyaluronique in vitro par des méthodes enzymatiques, et ont fait quelques progrès. Ling Min et al. [35 ont amplifié le gène de hyaluronan synthase (sqHyal) de la Str. equi, ont construit le plasmide d’expression pSE-sqHyal et l’ont transformé en Escherichia coli DH5α. Après induction et culture, la protéine sqHyal et son activité ont été détectées dans la membrane cellulaire. En utilisant la membrane cellulaire porteuse de cette enzyme, l’udp-glcua et l’udp-glenac ont été utilisés comme substrats pour synthétiser de l’acide hyaluronique d’un poids moléculaire de 3,6 lires de 0,10 ⁶ in vitro. Cela représente environ 2,5 fois et 5 fois le poids moléculaire de l’acide hyaluronique produit respectivement par les méthodes de fermentation et d’extraction.

Shiro Kobayashi, Professeur À l’université de Kyoto au Japon, a synthétisé artificiellement l’acide hyaluronique par une réaction de polymérisation enzymatique naturelle. Dans un article publié lors de la Réunion annuelle de la société de chimie du Japon, le Professeur Shiro Kobayashi a déclaré que la méthode synthétique de l’acide hyaluronique consiste d’abord à synthétiser un dérivant d’oxazolidine d’acide hyaluronique en utilisant un polymère polysaccharidique, puis à ajouter l’enzyme hyaluronidase pour le dégrader, créant ainsi un complexe du dérivant et de l’enzyme. Enfin, l’enzyme est retirée de la solution de réaction à 90°C et on produit de l’acide hyaluronique. Le conseil des ministresAcide hyaluronique synthétiqueProduit in vitro n’est pas fondamentalement différent de l’acide hyaluronique produit naturellement, mais sa structure est moins pure et il est actuellement au stade de recherche et développement.

4 Conclusion

Le conseil des ministresDemande mondiale d’acide hyaluroniqueContinue de croître chaque année. Bien que la méthode d’extraction des tissus soit relativement mature, il est difficile de répondre à la demande du marché en extrayant l’acide hyaluronique du tissu conjonctif des humains et des animaux seulement. Le coût de production de l’acide hyaluronique par fermentation est considérablement réduit par rapport à l’extraction, et le rendement et le poids moléculaire ont également été améliorés, mais l’efficacité de conversion est encore très faible. En utilisant des méthodes d’ingénierie métabolique, les noeuds clés dans la voie métabolique de production d’acide hyaluronique par Streptococcus peuvent être ajustés en fonction de la voie métabolique de production d’acide hyaluronique par Streptococcus. Il est possible d’augmenter considérablement le rendement et le poids moléculaire de l’acide hyaluronique dans les limites permises par la thermodynamique. La souche peut également être modifiée par des méthodes de génie génétique pour synthétiser l’acide hyaluronique à l’intérieur ou à l’extérieur du nouveau microorganisme, réduisant ainsi les coûts de production et améliorant le rendement et la qualité de l’acide hyaluronique. Avec le développement continu de la technologie de la biologie moléculaire, ce sera une nouvelle direction de développement.

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