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近日，中国海洋大学食品科学与工程学院薛长湖院士和常耀光教授团队在Nature communications（《自然-通讯》）上发表了题为“Structure-Function Relationship of the GH168 Fucanase Reveals an Unusual Enzyme Recognition Mechanism for Sulfated Polysaccharide” （GH168家族岩藻聚糖酶的构效关系研究揭示出酶识别硫酸多糖的新颖机制）的最新研究成果。本研究运用结构生物学、分子生物学、糖组学等前沿技术，系统阐明了糖苷水解酶GH168家族的构效关系，发现了由硫酸酯基介导的糖苷酶-多糖识别新机制。
岩藻聚糖是最具应用潜力的海洋多糖之一，来源于褐藻与棘皮动物，被证实具有丰富且显著的功能。岩藻聚糖酶是岩藻聚糖研究与开发的核心工具。2020年，课题组发现了首个内切-1,3-岩藻聚糖酶基因，进而构建了一个全新的糖苷水解酶家族——GH168。本研究在GH168全家族空间内开展基因挖掘与克隆表达；以十余年积累的一系列结构清晰的岩藻聚糖为底物，进行了大规模酶活筛选与作用方式解析，阐明了16个新颖岩藻聚糖酶的亚位点特异性；以蛋白结晶、X射线衍射等结构生物学技术解明了代表性成员的酶蛋白及复合物晶体结构9个，揭示了该家族的底物识别机理、描绘了GH168家族的构效关系。有别于糖酶普遍采用的直接识别糖骨架的典型机制，GH168家族的关键残基中高达2/3作用于多糖硫酸酯基而非糖骨架，展现出一种以硫酸酯基介导为特征的糖苷酶-底物识别新机制。该研究拓展了对糖酶底物识别机制的理解，为岩藻聚糖的研究与开发掌握了一系列作用方式及机理清晰的工具酶，并为岩藻聚糖酶的改造设计提供了理论支撑，有利于推动岩藻聚糖及其原料资源的高效开发。
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