鉴定隶属于糖苷水解酶13家族(glycoside hydrolase family 13,GH13)的潮滩发光杆菌的β-半乳糖苷酶

【背景】糖苷水解酶13家族(glycoside hydrolase family 13,GH13)是已知最大的α-淀粉酶家族,不含有半乳糖苷酶。【目的】对海洋细菌潮滩发光杆菌(Photobacterium gaetbulicola)的一个蛋白BgalPg进行鉴定。【方法】通过保守位点分析和系统发育树确定BgalPg蛋白的家族分类;通过克隆、表达和纯化测定重组BgalPg蛋白的酶学性质并鉴定功能。【结果】BgalPg的蛋白序列新颖,与已知的碳水化物酶无同源性。序列分析结果表明该蛋白具有GH13家族的典型特性,并且隶属于GH13_38亚家族。BgalPg对α-淀粉酶家族酶的相关底物均无催化活性,却能水解含有β-半乳糖苷键的底物pNP-β-Gal[(2.8±0.4)U/mg]和oNP-β-Gal[(1.4±0.3)U/mg],并且能水解乳糖[(0.40±0.01)U/mg],表现出典型的β-半乳糖苷酶活性。同时,该酶在pH 7.0–8.5稳定性好,60℃的半衰期为1.5 h。【结论】发现隶属于GH13家族的β-半乳糖苷酶。

腾冲嗜热厌氧杆菌6-磷酸-β-葡萄糖苷酶的表达与结晶及其功能鉴定

6-磷酸-β-葡萄糖苷酶(PbgL,EC3.2.1.86)催化由磷酸烯醇式丙酮酸-糖磷酸转移酶系统(PEP-PTS)转运入胞内的某些磷酸化二糖水解.一段来自腾冲嗜热厌氧杆菌(Thermoanaerobacter tengcongensis)编码PbgL(436个氨基酸残基)的开放阅读框(ORF TTE0337)被成功克隆,并在大肠杆菌BL21(Escherichia coli BL21)中有活性地表达.序列分析显示,该6-磷酸-β-葡萄糖苷酶属于糖基水解酶家族4(GH4),与枯草杆菌(Bacillus subtilis)的LicH,海栖热袍菌(Thermotoga Maritima)的BglT的一致性分别为62%和40%.纯化后的重组PbgL(rPbgL)经SDS-PAGE分析,为1条分子量约50kD的蛋白条带,与推测的分子量大小一致.该酶需要Mn2+、NAD+和还原剂为辅因子,能专一性地水解pNPβG6P,并在85℃达到最高酶活性.Western免疫印迹实验,利用针对rPbgL的多克隆抗体血清,能从腾冲嗜热厌氧杆菌胞内检测到PbgL的表达.此外,rPbgL的蛋白晶体已被筛选获得,并收集到2.4分辨率的衍射数据.采用分子置换法的结构解析目前仍在进行中.

真核生物α-甘露糖苷酶生物信息学分析

α-甘露糖苷酶(α-mannosidase,α-Man)是真核生物蛋白质N-聚糖修饰的关键酶,其对甘露糖残基的修剪过程是糖蛋白N-糖链复杂化的必要步骤,对蛋白质的合成及正确构象的折叠起决定性作用。根据α-Man的功能特异性,其一般被分为糖基水解酶38家族(glycosyl hydrolase 38 family,GH38)、糖基水解酶47家族(glycosyl hydrolase 47 family,GH47)两个家族。利用生物信息学分析GH38家族与GH47家族在进化上的关系和氨基酸序列保守性以及不同物种内质网Ⅰ型甘露糖苷酶(endoplasmic reticulum ManⅠ,ERManⅠ)的理化性质、结构特点、功能特征后发现,GH47家族比GH38家族在进化上更早且保守性更好;α-Man基因在不同物种中长度存在明显差异,物种越高等基因平均长度越长;真核生物ERManⅠ均为亲水性不稳定蛋白质,其氨基酸序列存在跨膜螺旋并含有信号肽,且蛋白质空间构像为桶状,包含Ca^(2+)结合位点。文中对α-Man的生物信息学分析可以为研究α-Man在生命过程中的作用提供重要的信息。