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| 中國海洋大學在海洋多糖糖苷酶構效關系研究領域取得新進展 |
| http://massageforegolfers.com 2025年10月22日 來源：華禹教育網(wǎng) |
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近日，中國海洋大學食品科學與工程學院薛長湖院士和常耀光教授團隊在Nature
communications（《自然-通訊》）上發(fā)表了題為“Structure-Function
Relationship of the GH168 Fucanase Reveals an Unusual
Enzyme Recognition Mechanism for Sulfated
Polysaccharide” （GH168家族巖藻聚糖酶的構效關系研究揭示出酶識別硫酸多糖的新穎機制）的最新研究成果。本研究運用結構生物學、分子生物學、糖組學等前沿技術，系統(tǒng)闡明了糖苷水解酶GH168家族的構效關系，發(fā)現(xiàn)了由硫酸酯基介導的糖苷酶-多糖識別新機制。
巖藻聚糖是最具應用潛力的海洋多糖之一，來源于褐藻與棘皮動物，被證實具有豐富且顯著的功能。巖藻聚糖酶是巖藻聚糖研究與開發(fā)的核心工具。2020年，課題組發(fā)現(xiàn)了首個內切-1,3-巖藻聚糖酶基因，進而構建了一個全新的糖苷水解酶家族——GH168。本研究在GH168全家族空間內開展基因挖掘與克隆表達；以十余年積累的一系列結構清晰的巖藻聚糖為底物，進行了大規(guī)模酶活篩選與作用方式解析，闡明了16個新穎巖藻聚糖酶的亞位點特異性；以蛋白結晶、X射線衍射等結構生物學技術解明了代表性成員的酶蛋白及復合物晶體結構9個，揭示了該家族的底物識別機理、描繪了GH168家族的構效關系。有別于糖酶普遍采用的直接識別糖骨架的典型機制，GH168家族的關鍵殘基中高達2/3作用于多糖硫酸酯基而非糖骨架，展現(xiàn)出一種以硫酸酯基介導為特征的糖苷酶-底物識別新機制。該研究拓展了對糖酶底物識別機制的理解，為巖藻聚糖的研究與開發(fā)掌握了一系列作用方式及機理清晰的工具酶，并為巖藻聚糖酶的改造設計提供了理論支撐，有利于推動巖藻聚糖及其原料資源的高效開發(fā)。
薛長湖院士與常耀光教授長期圍繞海洋食品生物大分子開展基礎理論與應用研究，近年來取得多項突破。運用“IT+BT”結合人工智能技術開展基因暗物質挖掘，發(fā)現(xiàn)糖酶及糖結合蛋白新家族共計11個，率先發(fā)現(xiàn)并命名了β-海蘿膠酶、α-海蘿膠酶兩種新酶活、建立EC號2個，授權相關專利20余項，成果多次被國際權威數(shù)據(jù)庫CAZy報道，常耀光教授受邀在Carbohydrate Bioengineering Meeting等領域權威會議做大會邀請報告。以新穎糖酶及結合蛋白為核心工具，構建了基于“酶解+糖組學”的海洋活性多糖結構高效解析策略，開發(fā)出多糖免疫側向流層析（膠體金）試紙條、電化學傳感器芯片、特異性熒光探針等新型分析器件與試劑；實現(xiàn)了十余類海洋多糖的精準分子剪裁，建立了目前全球轉化率最高的紫菜酶解工藝，開發(fā)出一系列新型營養(yǎng)食品。相關工作成果貫穿了“獨特工具-關鍵技術-創(chuàng)新產(chǎn)品”的全鏈條，為海洋食品資源開發(fā)的原始性創(chuàng)新做出了示范。
中國海洋大學為本研究進展的第一完成單位，2022級博士研究生陳廣寧為第一作者，薛長湖院士、常耀光教授為本文通訊作者。該工作獲得國家自然科學基金區(qū)域聯(lián)合重點項目（U22A20542）、國家自然科學基金青年學生基礎研究項目（324B2061）、中國海洋大學研究生自主科研項目（202461048）的資助支持。
文：袁宇 圖：常耀光
文章鏈接：
https://www.nature.com/articles/s41467-025-63891-4
https://doi.org/10.1038/s41467-025-63891-4
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