天津工生所等1,3-1,4-β-葡聚糖酶结构研究取得进展

PtLic16A的催化机理图

1,3-1,4-β-葡聚糖是植物细胞壁中半纤维素的组成成分，是由葡萄糖与β-1,3-和β-1,4-糖苷键连接而成的多聚糖。1,3-1,4-β-葡聚糖酶广泛应用于不同的工业领域中，尤其是动物饲料和酿造业。

中国科学院天津工业生物技术研究所的郭瑞庭研究组和东莞泛亚太生技公司及台湾基酵生技公司合作，成功获得了来源于嗜热真菌Paecilomycesthermophila的1,3-1,4-β-葡聚糖酶PtLic16A酶蛋白空结构及与底物的复合体结构。PtLic16A属于糖苷水解酶GH16家族，最适温度为70°C，热稳定性好。其结构为典型的β-jelly-roll结构，表面形成凹槽结构，易于和底物的结合。

通过对底物复合体结构的深入分析，推测PtLic16A的水解作用机制与位于活性中心的E113、E118保守氨基酸密切相关，其中E113作为亲核剂，E118作为质子供体以发挥作用。活性部位附近的芳香族氨基酸W97、W101、W108、W253和底物识别有关。通过定点突变研究，也证实了W108在底物识别、酶催化中占有关键的地位。

该研究为1,3-1,4-β-葡聚糖酶耐热机理研究和改造提供了坚实基础，更利于将来应用于其它工业领域中。研究成果已被Biochimica et Biophysica Acta (BBA)接收。该研究项目获得工业酶国家工程实验室及天津市专项的支持。