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研究揭示菊糖果糖转移酶和双果糖酐水解酶功能转换机制

来源:中国科大 2019-02-09 15:54




美国化学会著名期刊《ACS Catalysis》杂志在线发表了中国科学技术大学生命科学与医学部和合肥微尺度物质科学国家研究中心滕脉坤教授/李旭副教授课题组与江南大学沐万孟教授课题组的合作论文“Structural and Functional Basis of Difructose Anhydride III Hydrolase, Which Sequentially Converts Inulin Using the Same Catalytic Residue”,该研究首次发现了一种具有连续催化菊糖能力的双功能酶DFA-IIIase,并揭示了该酶的双功能转换机制,该机制的发现为酶的连续催化改造设计提供了新的思路。

菊糖是一类天然果聚糖混合物,其分解产物三型双果糖酐(DFA-III)具有重要的生理调节作用,在促进肠道益生菌群繁殖生长、促进微量元素吸收、抗龋齿、利尿、改善便秘等方面均有重要功效。DFA-III可以在三型双果糖酐水解酶(DFA-IIIase)催化下进一步分解成为菊粉二糖并发挥功能,但其催化机制尚不清楚。在本研究中,中国科大和江南大学的合作课题组从氯酚节杆菌中首次分离得到一种同时具有菊糖果糖转移酶和双果糖酐水解酶功能的DFA-IIIase,并通过11种不同状态的单体及复合物晶体结构阐明了该酶通过一个构型可变的盖子实现双功能连续催化菊糖底物的分子机制。该工作一方面从原子水平上阐明了双果糖酐水解酶水解DFA-III的分子机制,另一方面提供了一个酶连续催化的有趣例子,为其他酶类的多功能连续催化改造设计研究提供了新的视角。

该研究工作得到了国家自然科学基金的资助。通讯作者为中国科大李旭副教授和江南大学沐万孟教授,第一作者为江南大学郁书怀同学和中国科大沈辉博士。(生物谷Bioon.com)

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