本发明专利技术涉及具有提高的Ｎ－乙酰化的葡糖胺衍生物含量的植物细胞和植物。另外，本发明专利技术涉及合成糖胺聚糖的植物细胞和植物。本发明专利技术还提供了用于生产所述植物的方法和包含所述植物细胞的组合物。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有提高的>^糖含量的植物本专利技术涉及具有提高的N-乙酰化的葡糖胺衍生物含量的植物细胞和 植物。另外，本专利技术涉及合成糖胺聚糖(glucosaminoglycan)的植物细胞和 植物。本专利技术还提供了用于生产所述植物的方法和包含所述植物细胞的组 合物。氨M葡糖胺、葡糖胺衍生物和包含葡糖胺衍生物的聚合物特别可以 作为食品增补剂用于预防动物和人的关节疾病。在医学领域， 一些含葡糖 胺衍生物的聚合物也被用于治疗疾病。WO 06 032538描述了已用编码乙酰透明质酸(hyahironan )合酶的核酸分子转化的转基因植物。所述植物中乙酰透明质酸的合成能被明确证明。 WO 98 35047 (US 6,444，878)描述了在植物细胞中用于合成GlcNAc的代谢途径，其中葡糖胺通k多个连续的酶催化反应步骤，随着代谢物GlcNAc、 N-乙酰葡糖胺6-磷酸、N-乙酰葡糖胺1-磷酸的形成而被转化为 UDP-GlcNAc。作为植物中的替代途径而描述的一个代谢途径包括果糖6-磷酸和谷氨酰胺转化为葡糖胺6-磷酸，随后所述葡糖胺6-磷酸通过多个连 续的酶催化反应步骤被转化为UDP-GlcNAc，其间伴随着代谢物葡糖胺1-磷酸和N-乙酰葡糖胺1-磷酸的形成。果糖6-磷酸和谷氨酰胺向葡糖胺6-磷酸的转化由具有谷氨酰胺果糖6-磷酸酰胺转移酶(GFAT)活性的蛋白质 催化(Mayer等，1968， Plant Physiol, 43， 1097-1107)。相对高浓度的葡糖胺 6-磷酸对植物细胞是有毒的(WO 98 35047)。WO 00 11192描述了来自玉米的核酸分子(其编码具有植物GFAT酶 活性的蛋白质)在转基因玉米植物中的胚乳特异性过表达，目的在于在植 物中合成具有2-氨基葡糖酐(2-amidoanhydroglucose)分子的阳离子淀粉。 根据WO 00 11192的描述将导致2-氨基葡糖酐(2-aminoanhydroglucose)掺 进淀粉中的代谢途径，特别包括通过淀粉和/或糖原合酶将UDP-葡糖胺掺 进淀粉中。可以证明在所述it^达核酸分子(编码具有植物GFAT酶活性的蛋白质，所述蛋白质与质体信号肽在翻译水平融合)的转基因玉米植物胚乳的面粉中提高的UDP-葡糖胺量。当具有GFAT酶活性的蛋白质以不 具有信号肽的形式表达时，可以证明来自玉米胚乳组织的相应面粉中提高 的葡糖胺l-磷酸量。在该转基闺植物中不能检测到阳离子淀粉或提高的 N-乙酰化的葡糖胺衍生物(例如UDP-GlcNAc或N-乙酰葡糖胺6-磷酸)M糖jJ-D-葡糖胺(葡糖胺)和/或葡糖胺的衍生物是多种聚合物(糖 胺聚糖)的成分，所述聚合物特別地是节肢动物外骨骼、哺乳动物细胞外 基质或一些细菌微生物外泌多糖的主要成分。因此，例如N-乙酰基-D-葡 糖-2-胺(N-乙酰葡糖胺，GlcNAc)是在氮原子上乙酰化的葡糖胺衍生物。 GlcNAc为例如乙酰透明质酸(p-l，4-葡糖醛酸(5-1，3- GlcNAc)的分子 构件(building block),乙酰透明质酸为滑液的主要成分。在医学领域，含乙酰透明质酸的产品目前被用于关节内治疗关节病和 用作眼科手术的眼药。衍生的交联乙酰透明质酸被用于治疗关节疾病(Fong Chong等，2005， Appl Microbiol Biotechnol 66， 341-351)。另夕卜，乙酰透明 质^A用于湿润干燥粘膜的一些鼻科用药(rhinologics)的成分，所述鼻科用 药为例如滴眼剂和nasalia的形式。注射用的含乙酰透明质酸的溶液;故用作 镇痛药和抗风湿药。包含乙酰透明质酸或衍生的乙酰透明质酸的贴剂 (patch)被用于伤口愈合。对皮肤学而言，含有乙酰透明质酸的凝胶埋植剂 被用于在整形手术(plastic surgery)中纠正皮肤变形。在整容手术中，乙酰 透明质酸制剂属于合适的皮肤填充材料。通过在有限的时间段中注射乙酰 透明质酸，可以抚平皱紋或增加嘴唇的厚度。在化妆品中，特别是在皮肤的霜剂和洗剂中，乙酰透明质酸常常因为 其结合水的高能力被用作湿润剂。另外，含有乙酰透明质酸的制剂可以作 为预防和减轻关节病的所谓营养药(食品增补剂)出售，其也可用于动物 (例如犬、马)。乙酰透明质酸的合成由单个膜締合性的或膜结合性的酶催化，所述酶 即为乙酰透明质酸合酶(DeAngelis， 1999， CMLS， Cellular and MolecularLife Sciences 56， 670-682)。乙酰透明质酸合酶催化从底物UDP-葡糖醛酸 (UDP-GlcA)和UDP-N-乙酰葡糖胺(UDP-GlcNAc)合成乙酰透明质酸。用于商业目的的乙酰透明质酸目前从动物组织(雄鸡冠)中分离或使 用细菌培养物发酵制备。一种糖蛋白——蛋白聚糖特别地是软骨的主要成分，其具有附着在核 心蛋白质上由重复的二糖单位组成的糖胺聚糖。这些重复二糖单位通过特 征性的碳7jc化合物结合序列共价结合在核心蛋白质上。根据二糖单位的组成，特别可以区分出糖胺聚糖硫酸乙酰肝素/肝素、硫酸角质素和硫酸软骨 素/皮肤素，它们的二糖单位均含有葡糖胺或葡糖胺衍生物分子。在这些物 质中，硫酸基团在二糖单位的各种原子或取代基上引入，使得提到的各物 质不是均一的聚合物，而是概括在各总称(generic term)下的一组聚合物。 在这里，所述聚合物群体的个体分子之间可以在硫酸化程度及含有硫g 团的单体的位置上均不同。软骨素/皮肤素的二糖链(-[葡糖醛酸P-l，4-N-乙酰半乳糖胺n) 由软骨素合酶催化从UDP-GlcA和UDP-GlcNAc的差向异构体UDP-N-乙 酰半乳糖胺开始合成(Kitagawa等，2001 , J Biol Chem 276(42)， 38721-38726)。软骨素的葡糖醛酸分子可以被差向异构酶转化为艾杜糖醛 酸。如果多于10 %的葡糖醛酸分子以艾杜糖醛酸形式存在，则聚合物被称 作皮肤素。然后由其他酶催化在软骨素或皮肤素的二糖链的不同位置中引 入硫酸基团，得到硫酸软骨素/皮肤素。此处，分子与分子之间硫酸化的程 度可有差异。一段时间以来，硫酸软骨素被认为是治疗骨关节炎的潜在活性化合物 (Clegg等，2006, The New England Journal of Medicine 354(8), 795-808)。肝素/乙酰肝素(h印arosan )的二糖链([a-l，4-[葡糖醛酸卩-1 ，4-葡糖 胺L或[a-l ，4H艾杜糖醛酸a-1 ,4-葡糖胺L)由肝素/heparosan合酶从 UDP-GlcA和UDP-GlcNAc催化合成(DeAngelis und White, 2004, J. Bacteriology 186(24)， 8529-8532)。肝素/heparosan的葡糖醛酸分子可以由 差向异构酶转化为艾杜糖醛酸。然后由其他酶催化在heparosan 二糖链的不同位置中引入硫睃基团，得到硫酸肝素或硫酸乙酰肝素。比起硫酸乙酰肝素，硫酸肝素具有高相当多的硫^&团取代。硫酸肝素具有约90%的艾 杜糖醛酸分子，而在石克酸乙酰肝素的情况下，葡糖醛酸分子的比例占据优 势(Gallagher等，1992，本文档来自技高网...
【技术保护点】
植物细胞或植物，其具有至少每克鲜重２μｍｏｌ的Ｎ－乙酰化的葡糖胺衍生物含量。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：C弗罗贝格，B埃西格曼，
申请(专利权)人：拜尔作物科学股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]
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