|
|
|
| 中國海洋大學(xué)在海洋多糖糖苷酶構(gòu)效關(guān)系研究領(lǐng)域取得新進展 |
| http://www.szphoebest.com 2025年10月22日 來源：華禹教育網(wǎng) |
|
近日，中國海洋大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院薛長湖院士和常耀光教授團隊在Nature
communications（《自然-通訊》）上發(fā)表了題為“Structure-Function
Relationship of the GH168 Fucanase Reveals an Unusual
Enzyme Recognition Mechanism for Sulfated
Polysaccharide” （GH168家族巖藻聚糖酶的構(gòu)效關(guān)系研究揭示出酶識別硫酸多糖的新穎機制）的最新研究成果。本研究運用結(jié)構(gòu)生物學(xué)、分子生物學(xué)、糖組學(xué)等前沿技術(shù)，系統(tǒng)闡明了糖苷水解酶GH168家族的構(gòu)效關(guān)系，發(fā)現(xiàn)了由硫酸酯基介導(dǎo)的糖苷酶-多糖識別新機制。
巖藻聚糖是最具應(yīng)用潛力的海洋多糖之一，來源于褐藻與棘皮動物，被證實具有豐富且顯著的功能。巖藻聚糖酶是巖藻聚糖研究與開發(fā)的核心工具。2020年，課題組發(fā)現(xiàn)了首個內(nèi)切-1,3-巖藻聚糖酶基因，進而構(gòu)建了一個全新的糖苷水解酶家族——GH168。本研究在GH168全家族空間內(nèi)開展基因挖掘與克隆表達；以十余年積累的一系列結(jié)構(gòu)清晰的巖藻聚糖為底物，進行了大規(guī)模酶活篩選與作用方式解析，闡明了16個新穎巖藻聚糖酶的亞位點特異性；以蛋白結(jié)晶、X射線衍射等結(jié)構(gòu)生物學(xué)技術(shù)解明了代表性成員的酶蛋白及復(fù)合物晶體結(jié)構(gòu)9個，揭示了該家族的底物識別機理、描繪了GH168家族的構(gòu)效關(guān)系。有別于糖酶普遍采用的直接識別糖骨架的典型機制，GH168家族的關(guān)鍵殘基中高達2/3作用于多糖硫酸酯基而非糖骨架，展現(xiàn)出一種以硫酸酯基介導(dǎo)為特征的糖苷酶-底物識別新機制。該研究拓展了對糖酶底物識別機制的理解，為巖藻聚糖的研究與開發(fā)掌握了一系列作用方式及機理清晰的工具酶，并為巖藻聚糖酶的改造設(shè)計提供了理論支撐，有利于推動巖藻聚糖及其原料資源的高效開發(fā)。
薛長湖院士與常耀光教授長期圍繞海洋食品生物大分子開展基礎(chǔ)理論與應(yīng)用研究，近年來取得多項突破。運用“IT+BT”結(jié)合人工智能技術(shù)開展基因暗物質(zhì)挖掘，發(fā)現(xiàn)糖酶及糖結(jié)合蛋白新家族共計11個，率先發(fā)現(xiàn)并命名了β-海蘿膠酶、α-海蘿膠酶兩種新酶活、建立EC號2個，授權(quán)相關(guān)專利20余項，成果多次被國際權(quán)威數(shù)據(jù)庫CAZy報道，常耀光教授受邀在Carbohydrate Bioengineering Meeting等領(lǐng)域權(quán)威會議做大會邀請報告。以新穎糖酶及結(jié)合蛋白為核心工具，構(gòu)建了基于“酶解+糖組學(xué)”的海洋活性多糖結(jié)構(gòu)高效解析策略，開發(fā)出多糖免疫側(cè)向流層析（膠體金）試紙條、電化學(xué)傳感器芯片、特異性熒光探針等新型分析器件與試劑；實現(xiàn)了十余類海洋多糖的精準分子剪裁，建立了目前全球轉(zhuǎn)化率最高的紫菜酶解工藝，開發(fā)出一系列新型營養(yǎng)食品。相關(guān)工作成果貫穿了“獨特工具-關(guān)鍵技術(shù)-創(chuàng)新產(chǎn)品”的全鏈條，為海洋食品資源開發(fā)的原始性創(chuàng)新做出了示范。
中國海洋大學(xué)為本研究進展的第一完成單位，2022級博士研究生陳廣寧為第一作者，薛長湖院士、常耀光教授為本文通訊作者。該工作獲得國家自然科學(xué)基金區(qū)域聯(lián)合重點項目（U22A20542）、國家自然科學(xué)基金青年學(xué)生基礎(chǔ)研究項目（324B2061）、中國海洋大學(xué)研究生自主科研項目（202461048）的資助支持。
文：袁宇 圖：常耀光
文章鏈接：
https://www.nature.com/articles/s41467-025-63891-4
https://doi.org/10.1038/s41467-025-63891-4
|
 關(guān)于中國海洋大學(xué)更多的相關(guān)文章請點擊查看 |
|
| 特別說明：由于各方面情況的不斷調(diào)整與變化，華禹教育網(wǎng)（www.szphoebest.com）所提供的信息為非商業(yè)性的教育和科研之目的，并不意味著贊同其觀點或證實其內(nèi)容的真實性，僅供參考，相關(guān)信息敬請以權(quán)威部門公布的正式信息為準。 |
|
|
|
| |