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定点突变鉴定Myxococcus sp.V11麦芽糖基海藻糖水解酶MTHase的催化中心

2021-03-08陈允妲李雪亮吴映函赵晓艳吴晓玉陈金印

江西农业大学学报 2021年1期

陈允妲,李雪亮,吴映函,赵晓艳,吴晓玉,王 飞*,陈金印

(1.江西省农业微生物资源开发与利用工程实验室,江西农业大学 生物科学与工程学院,江西 南昌 330045;2.江西省果蔬保鲜与质量安全创新中心,江西 南昌 330045)

【研究意义】海藻糖(Trehalose),又名蕈糖,是由2 个吡喃环葡萄糖分子以a,a-1,1 键连接而成的双糖,化学名为a-D-吡喃葡糖基a-D-吡喃葡糖苷[1-2]。海藻糖作为一种天然糖类,它在自然界的动植物和微生物中广泛存在,对生物有抗脱水、抗冷冻保护和抗高渗保护等多种作用。【前人研究进展】利用淀粉为底物直接生产海藻糖涉及2种酶,麦芽寡糖基海藻糖合成酶(maltooligosyltrehalose synthase,MTSase,由TreY 基因编码)和麦芽寡糖基海藻糖水解酶(maltooligosyltrehalose trehalohydrolase,MTHase,由TreZ 基因编码)[3],作用途径(TreY-TreZ)如下:麦芽寡糖在MTSase作用下通过转糖苷作用,将起始的2个葡萄糖之间的a,a-1,4 键扭转成为a,a-1,1 键,形成麦芽寡糖基海藻糖,继而在MTHase 水解作用下,将起始的海藻糖从麦芽寡糖基上水解下来,形成麦芽寡糖(比初始底物少2 个葡萄糖基)和1 分子的海藻糖[4]。α-淀粉酶(EC 3.2.1.1)是一种水解淀粉α-1,4-葡萄糖苷键,生成低聚麦芽糖和葡萄糖的糖苷水解酶类,在食品发酵、制药等领域广泛利用。在根据蛋白质的序列同源性分类的CAZy数据库中,GH13家族被认为是最主要的α-淀粉酶家族,具有4-7个保守的序列区,包括了Asp-Glu-Asp 的催化三联体和重要的底物结合位点[5],而这些特征在MTHase中也同时具有[6]。【本研究切入点】实验室分离筛选到的一株粘细菌Myxo⁃coccussp.V11在子实体形成阶段,细胞内可积累10倍于营养细胞阶段的海藻糖,通过……

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