研究揭示菊糖果糖轉移酶和雙果糖酐水解酶功能轉換機制

2020-12-16 生物谷



美國化學會著名期刊《ACS Catalysis》雜誌在線發表了中國科學技術大學生命科學與醫學部和合肥微尺度物質科學國家研究中心滕脈坤教授/李旭副教授課題組與江南大學沐萬孟教授課題組的合作論文「Structural and Functional Basis of Difructose Anhydride III Hydrolase， Which Sequentially Converts Inulin Using the Same Catalytic Residue」，該研究首次發現了一種具有連續催化菊糖能力的雙功能酶DFA-IIIase，並揭示了該酶的雙功能轉換機制，該機制的發現為酶的連續催化改造設計提供了新的思路。


菊糖是一類天然果聚糖混合物，其分解產物三型雙果糖酐（DFA-III）具有重要的生理調節作用，在促進腸道益生菌群繁殖生長、促進微量元素吸收、抗齲齒、利尿、改善便秘等方面均有重要功效。DFA-III可以在三型雙果糖酐水解酶（DFA-IIIase）催化下進一步分解成為菊粉二糖並發揮功能，但其催化機制尚不清楚。在本研究中，中國科大和江南大學的合作課題組從氯酚節桿菌中首次分離得到一種同時具有菊糖果糖轉移酶和雙果糖酐水解酶功能的DFA-IIIase，並通過11種不同狀態的單體及複合物晶體結構闡明了該酶通過一個構型可變的蓋子實現雙功能連續催化菊糖底物的分子機制。該工作一方面從原子水平上闡明了雙果糖酐水解酶水解DFA-III的分子機制，另一方面提供了一個酶連續催化的有趣例子，為其他酶類的多功能連續催化改造設計研究提供了新的視角。


該研究工作得到了國家自然科學基金的資助。通訊作者為中國科大李旭副教授和江南大學沐萬孟教授，第一作者為江南大學鬱書懷同學和中國科大沈輝博士。(

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