《β-葡萄糖醛酸苷酶水解與合成特性的轉換機制》是依託北京理工大學，由呂波擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：β-葡萄糖醛酸苷酶水解與合成特性的轉換機制
- 依託單位：北京理工大學
- 項目負責人：呂波
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
糖苷化合物因其具有重要的生物活性和藥用價值被廣泛地套用於醫藥、食品和化工等領域。相比化學合成糖苷存在立體選擇性差、工藝複雜等問題，酶在催化合成糖苷過程中具有良好的立體選擇性，而現有糖苷合成酶大多數是從其水解特性改造而來，由於糖苷酶水解與合成特性的結構轉換機制不清楚，仍存在著改造難度大及合成效率低的問題。為此，本項目擬通過對糖苷酶資料庫的分析與挖掘，建立糖苷水解和合成的催化模型及結構特徵文庫；以課題組前期解析的產紫青黴β-葡萄糖醛酸苷酶的晶體結構為基礎，通過動力學模擬和分子改造使之具有合成糖苷的特性，並以甘草次酸為苷元構建酶法合成單葡萄糖醛酸基甘草次酸的新方法；通過對β-葡萄糖醛酸苷酶與底物分子甘草次酸和葡萄糖醛酸的分子對接和結構分析，探索糖苷酶的水解與合成特性之間的結構轉換及其分子調控機制。研究也為理性改造其它糖苷酶的合成特性提供新思路，對糖苷化合物的高效合成與工業化套用起到推動作用。
結題摘要
糖苷化合物因其具有重要的生物活性和藥用價值被廣泛地套用於醫藥、食品和化工等領域。相比化學合成糖苷存在立體選擇性差、工藝複雜等問題，酶在催化合成糖苷過程中具有良好的立體選擇性.針對糖苷酶水解與合成特性的結構轉換機制不清楚，存在著改造難度大及合成效率低的問題。本項目通過對糖苷酶、糖基轉移酶資料庫的分析與挖掘，建立糖苷水解和合成的催化模型及結構特徵文庫；以解析的β-葡萄糖醛酸苷酶的晶體結構為基礎，通過動力學模擬和分子改造使之具有合成糖苷的特性，並以甘草次酸為苷元構建酶法合成單葡萄糖醛酸基甘草次酸的新方法。項目完成了來源於A. oryzae的PGUS及其底物複合物GL、GAMG的晶體結構解析，闡明其識別底物的分子機制；挖掘並表征了能特異性糖基化五環三萜苷元底物的歐洲山芥（Barbarea vulgaris）和刺茄(Solanum aculeatissimum)的糖基轉移酶BvEc和SaEc；通過分子改造、篩選，獲得定向水解GL生成GAMG的突變體，底物特異性大於95%，實現GAMG的可控水解；通過分子動力學模擬和分子對接，篩選一系列具有轉糖基的突變體，實現了糖基水解與合成的功能轉化。
