近日，Carbohydrate polymers在线发表了江南大学未来食品科学中心和生物工程学院陈坚院士团队康振教授课题组的研究成果Optimizing the sulfation-modification system for scale preparation of chondroitin sulfate A。江南大学博士生金学荣为该论文的第一作者，李江华教授和康振教授为通讯作者。

硫酸软骨素是一种高价值的功能多糖，广泛应用于医药、保健、食品等领域。目前，商品化硫酸软骨素主要通过动物组织提取法生产，面临原材料限制、提取工艺复杂、产品不均一及生物安全性等问题。在前面的工作中，软骨素已经在不同微生物中实现了合成，利用芳基磺基转移酶AST IV的磺酸基供体PAPS (3’-磷酸腺苷-5’-磷酰硫酸) 再生系统得到了发展，软骨素磺基转移酶C4ST实现了初步的表达。基于此，研究人员考虑利用软骨素磺基转移酶C4ST与PAPS再生系统在体外对软骨素进行磺酸化修饰得到硫酸软骨素A。首先，通过融合蛋白，信号肽优化等策略将C4ST酶活从6.1 U/L提高至189.0 U/L。在研究过程中，作者发现芳基磺基转移酶AST IV酶活不稳定，通过对不同稳定剂的研究发现当添加适量的甘油时对该酶稳定性的保持有积极作用。然后进一步对催化体系中组分（甘油、对硝基苯磺酸、3’, 5’-二磷酸腺苷）的用量进行了优化，最终在24 h内时磺酸化程度达到76.8%。为了进一步提高磺酸化水平，通过作者利用双功能蛋白以及蛋白支架组装两种策略，通过体外催化反应，在24 h内使硫酸软骨素A的磺酸度最高水平分别达到94.0%和97.2%。最后将硫酸软骨素催化体系扩大至1-L，在24 h内使硫酸软骨素A的磺酸化水平达到98.0%。

上述研究得到了国家重点研发计划项目（2018YFA0901400），国家自然科学基金（31670092，31970085）和江苏省重点技术研发项目基金（BE2019630）等项目的资助。

图1. 酶法合成硫酸软素A的催化系统

图2. C4ST的表达优化

图3. AST IV稳定剂的筛选

图4. 反应组分的优化

图5. 双功能蛋白应用于硫酸软骨素A的合成