物理科技生物学-PHYICA

细菌酶活性的发现可能导致新的永山梨香糖基药物

化学 2021-11-22 00:01:32

作者:安妮·瓦尔姆·吕克,丹麦技术大学安德斯·斯特比·芒斯特 学分:丹麦技术大学 DTU生物科技和DTU生物工程的研究人员已经阐明了N-乙酰半乳糖胺酶(GH109)的活性,其活性机制至今仍是个谜

这种酶可以将一组低成本、丰富的所谓β-糖转化为具有有趣治疗特性的高价值、难以生产的α-糖

这项关于这种酶的化学和催化活性的新工作为广泛的应用提供了机会,现已发表在著名的《ACS催化》杂志上

“我们非常兴奋地发现了这种人类共生体是如何利用迄今为止未知的化学物质以人类糖类为食的

现在我们了解了这种作用模式背后的化学原理,我们可以改变酶来制造有价值的糖,”大卫·泰泽说,他是诺和诺德生物可持续发展基金会中心(DTU生物可持续发展基金会)的酶工程临时组长,也是该出版物的第一作者

具有抗癌特性的细菌 GH109在人类肠道细菌Akkermansia muciniphila中发现,它降解肠道粘液中的糖

当GH109降解粘液中的糖时,它会将其转化为所谓的α-半乳糖胺糖,并以此为食

生物技术上,GH109可以将α-半乳糖胺加到其他化合物中

这一点尤其重要,因为α-半乳糖凝集素是最常见的癌症抗原之一的“难以制造”的部分,即汤姆森-弗里登里奇抗原(半乳糖凝集素β1-3半乳糖凝集素α1)

因此,α-半乳糖凝集素糖有可能被配制成癌症疫苗

“含糖的α-半乳糖胺酸可能对癌症有保护作用,但很难合成足够的糖类用于疫苗

但是现在,我们也许能够优化一种酶,通过生物技术来生产它们,”特泽说

这些糖还具有促进健康的功能,作为有效的益生元(益生菌的食物),其他研究也表明它们具有抗炎的特性

但是α-半乳糖胺糖很难用化学方法制造

这就是为什么生物生产非常有趣,因此,GH109的功能变得非常有趣

利用生物信息学、突变分析、结构分析、计算建模以及结晶学研究——后者是在瑞典隆德的世界上最强大的x光设备之一MaxIV上进行的——研究人员揭示了GH109的一个有趣特征

活性位点是酶活性发生的地方,实际上可以处理两种类型的输入分子(α和β聚糖)

这种酶通过一个灵活的“手臂”将正确的信息输入到活性位点来实现这一点

由于这一发现,研究人员对如何优化这种酶有了更清晰的认识,为未来大规模绿色生产α-半乳糖胺提供了机会

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