蒋志洋, 韩 清, 王金娥, 朱 凯, 张婧瑜, 邓鸣飞, 黄家兴, 段红霞

(中国农业大学 理学院 应用化学系 农药创新中心，北京 100193)

海藻糖是由两个分子葡萄糖通过α-1,1 糖苷键相连的非还原性二糖[1]，其广泛分布于昆虫、细菌、真菌以及植物等众多生物体内，发挥着重要的生物学功能。经研究表明，海藻糖不仅可作为储能物质参与生物体的能量代谢[2-3]，亦可作为结构物质参与昆虫体壁和真菌细胞壁的形成过程[4-5]，还可作为“毒力因子”决定病原菌的致病性[6-7]，以及作为化学信号物质调控昆虫的生长与发育[8-9]。

海藻糖合成酶是生物体内参与海藻糖合成的重要功能酶。在昆虫体内，海藻糖-6-磷酸合成酶(trehalose-6-phosphate synthetase, TPS) 和海藻糖-6-磷酸磷酸酯酶 (trehalose-6-phosphate phosphatase,TPP) 是海藻糖合成酶的两个独立保守结构域；在细菌体内，分别对应为OtsA 和OtsB[10]；在真菌酵母体内，海藻糖合成酶中的两个催化亚基TPS1和TPS2 分别执行TPS 和TPP 的功能[2]。目前，在不同的生物体内已有5 条海藻糖合成途径被阐明，分别为：海藻糖-6-磷酸合成酶和海藻糖-6-磷酸磷酸酯酶 (TPS-TPP/OtsA-OtsB/TPS1-TPS2) 途径、麦芽低聚糖海藻糖合成酶-麦芽低聚糖海藻糖水解酶 (TreY-TreZ) 途径、海藻糖合酶 (TreS) 途径、海藻糖磷酸化酶 (TreP) 途径及海藻糖糖基转移酶 (TreT) 途径[11-12]。其中海藻糖-6-磷酸磷酸合成酶和海藻糖-6-磷酸磷酸酯酶途径是普遍被认可的途径，该途径中海藻糖-6-磷酸合成酶是其限速关键酶。其海藻糖-6-磷酸合成酶和海藻糖-6-磷酸磷酸酯酶途径催化海藻糖生物合成的具体过程(图1) 为：核苷酸葡萄糖 (NDPG) 和葡萄糖-6-磷酸(G6P) 在海藻糖-6-磷酸合成酶的催化下首先合成6-磷酸海藻糖 (T6P)，随后，由海藻糖-6-磷酸磷酸酯酶催化T6P 去磷酸化，最终生成海藻糖[13-15]。……