东京理科大学
东京理科大学的研究人员与新潟大学的研究人员合作，揭示了IaSGT的作用机制——一种催化碳水化合物链中糖苷共价键合成的新型酶
鸣谢:来自东京理科大学(TUS)的中岛正弘 糖链赋予糖苷中许多有机分子功能
像糖基转移酶这样的酶在各种生物系统中催化这些链的合成
然而，涉及与β-1，2-葡聚糖(一种多糖)相关的酶的碳水化合物链的商业化生产带来了技术挑战
现在，来自东京科学大学和新泻大学的研究人员已经能够从结构和功能上识别出一种新的酶，它能够催化β-1，2-葡萄糖寡糖苷中糖苷键的容易形成
碳水化合物链在生理上起着重要的作用
例如，我们体内许多生物学上重要的蛋白质和脂类都有碳水化合物链与之相连
事实上，这些“糖”链甚至在改变有机分子的功能方面起着关键作用，比如它们通常所连接的芳香化合物
众所周知，这些碳水化合物结构可以改变与其结合的化合物的功能
这些链的生物合成通过由酶如糖基转移酶催化的生物化学反应进行
然而，碳水化合物链的商业化生产提出了几个技术挑战
来自东京理科大学和新泻大学的一组合作研究人员现在已经能够确定一种显示糖基转移酶活性的新酶的结构和活性
这项研究的结果于2022年1月19日在网上公布，并发表在《生物化学杂志》第3期第298卷上
博士；医生
东京理科大学副教授、该研究的高级作者Masahiro Nakajima解释说:“通过分子进化，合成和降解碳水化合物链的酶的结构和功能已经变得广泛多样化
迄今为止，已经发现了各种与碳水化合物相关的酶，并将其添加到碳水化合物活性酶或CAZy数据库中
该数据库主要根据氨基酸序列将这些被称为CAZymes的酶分成几个家族，并且现在正在扩展
然而，获得碳水化合物通常是困难的，因为它们在自然界中的稀有性或不均匀性，这限制了对新型酶的探索
" 多糖β-1，2-葡聚糖是包含β-1，2-连接的葡萄糖单元的均聚物
使用任何已知的实验技术都不容易从天然资源中获得商业上可行量的这种碳水化合物
尽管β-1，2-葡聚糖参与细菌感染、低渗适应和铁储存，但其确切的作用机制仍不清楚；很大程度上受限于它们的不可用性
这种缺乏源于对与β-1，2-葡聚糖代谢相关的酶的研究不足
内切β-1，2-葡聚糖酶参与β-1，2-葡聚糖的代谢
利用先进的结构测定和生化表征技术，包括诱变和反应速率估计，研究小组已经确定了一种新型β-1，2-葡聚糖相关酶的生化功能
博士；医生
中岛若有所思地说:“我们发现了一种能进行新型化学反应的酶
我们新发现的作用机制为合成难以置信地难以合成的糖链铺平了道路
尽管几种聚糖参与了重要的生物学作用，但由于反应产率低，许多聚糖的功能还不能完全了解
我们相信这一发现扩大了成功开发和利用糖链的可能性
" IALB_1185蛋白(IaSGT)编码于编码内切-β-1，2-葡聚糖酶同源物的基因簇中，被列为“糖苷水解酶”家族35 (GH35)蛋白
然而，与预期相反，研究小组注意到IaSGT实际上是一种作用于β-1，2-糖苷键的“糖基转移酶”
这是由该蛋白质证明的一种新的催化活性
糖苷水解酶催化糖苷键的断裂或水解，这是一种涉及水的化学反应，而糖基转移酶则恰恰相反——它们催化这些键的形成
基于这些发现，研究小组提出“β-1，2-葡萄糖寡糖:D-葡萄糖苷β-D-葡萄糖基转移酶”作为系统名称，“β-1，2-葡萄糖基转移酶”作为IALB_1185的公认名称
博士；医生
新潟大学副教授、该研究的主要合作者Hiroyuki Nakai评论说:“糖基转移反应对于寡糖合成是有用的，但糖苷水解酶家族中的糖基转移酶与糖苷水解酶具有相同的反应机制
因此，我们需要对它们的反应机制有一个完整的理解，以便自由地控制转移酶和水解酶之间的转换
我们的发现对理解酶的多样性是重要的生化数据，也是进一步研究酶反应机理的基本结构基础
"
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