非解朊栖热菌HG102耐热β-糖苷酶的结构与功能研究

非解朊栖热菌HG102耐热β-糖苷酶为(β/α)8桶状结构,是具有水解功能和转糖苷功能的单体酶.该酶可以作为一个很好的模型来研究糖苷酶的反应机制、底物特异性和耐热的分子基础.根据对该酶的晶体结构解析和同家族酶的结构比较,推测Glu164和Glu338分别是质子供体和亲核基团两个活性位点;在α-螺旋N端第一位的脯氨酸和蛋白质外周的精氨酸是耐热机制的关键位点和关键氨基酸残基.为确定这些氨基酸残基的功能,通过基因定点突变的方法分别把Glu164、Glu338、Pro316、Pro356、Pro344和Arg325置换成Gln、Ala、Gly、Ala、Phe和Leu,同时还对Pro316和Pro356进行了双置换.突变酶经过纯化得到电泳纯,用CD光谱进行了野生酶和突变酶的结构比较.通过突变酶的酶功能和酶学性质分析,结果表明Glu164和Glu338分别是质子供体和亲核基团,亲核基团的突变酶TnglyE338A可以合成混合型糖苷键寡糖类似物;在α-螺旋N端第一位的Pro316和Pro356以及在蛋白质外周形成离子键的Arg325均是对耐热性有贡献的关键氨基酸残基.