中國科學院生物物理研究所李梅課題組與中國醫學科學院藥用植物研究所馬小軍/羅祖良課題組合作，揭示羅漢果苷糖基轉移酶SgUGT94-289-3的結構和催化特性。相關論文7月30日發表于《自然-通訊》。
羅漢果苷是一類來自藥用植物羅漢果的三萜皂苷類次生代謝產物，具有高甜度低熱量等特點，在食品添加劑領域具有廣闊的市場應用前景，但是其廣泛利用受到羅漢果產量低、果實中甜苷含量少、提取成本高等多種因素限制，通過生物合成技術獲得高產量高純度羅漢果苷是很有前景的解決方案。目前，羅漢果苷生物合成的研發瓶頸在于對其通路酶催化機理缺乏充分了解。
該項研究報道了糖基轉移酶SgUGT94-289-3 的多種復合物結構和酶學特性，發現SgUGT94-289-3 在其活性位點形成雙底物口袋，這使得羅漢果苷的兩個結構不同的反應端可以從不同的口袋被遞送到活性位點進行糖基化反應，從而在實現底物混雜性的同時保持催化區域選擇性。通過基于結構的定向改造，研究者進一步確定了對催化活性和區域選擇性至關重要的結構基序，獲得了M5/SIA 產量顯著提高的SgUGT94-289-3 突變體。
該研究深入揭示了SgUGT94-289-3的雙口袋底物結合模型，豐富了不對稱底物在糖基轉移酶內部雜泛性識別的分子機制，為單酶催化的多步酶工程反應提供了寶貴的結構信息。通過揭示酶的結構和功能細節，為設計具有更高活性和選擇性的SgUGT94-289-3工程酶奠定了基礎。
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https://doi.org/10.1038/s41467-024-50662-w
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