中科院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所郭瑞庭課題組在耐熱纖維素酶的晶體結(jié)構(gòu)及基因改造研究上獲得階段性重要進(jìn)展。

　　纖維素酶已經(jīng)廣泛應(yīng)用于處理不同含有碳水化合物的物質(zhì)。海棲熱孢菌中纖維素酶12A屬于糖苷水解酶的第十二個(gè)家族。它是一個(gè)內(nèi)切葡聚糖酶可以藉由切割b-1，4糖苷鍵而達(dá)到降解纖維素分子成為更小的片段，進(jìn)而促進(jìn)碳水化合物的利用。因?yàn)榇嗣妇哂谐葻岬奶匦?，使其特別適合應(yīng)于工業(yè)上。

　　在本篇文章中，研究人員利用”活性區(qū)突變法”(將氨基酸序列134的谷氨酸突變成半胱氨酸)結(jié)合”含有汞金屬衍生物浸泡法”將纖維素酶12A的結(jié)構(gòu)解析出來。纖維素酶12A的結(jié)構(gòu)采用糖苷水解酶第十二個(gè)家族的典型蛋白折疊模式，為”b-卷餅折疊”，就是兩個(gè)彎曲的b-折疊加上一個(gè)中心活性區(qū)的凹槽。與其他糖苷水解酶第十二個(gè)家族的酵素來做結(jié)構(gòu)上的比較會(huì)發(fā)現(xiàn)兩處顯著的差異，除了兩個(gè)較長且高度扭轉(zhuǎn)的b-鏈B8和B9之外，還有許多的值得注意的地方。其中，在與纖維四糖和纖維二糖的復(fù)合體結(jié)構(gòu)中可以觀察到一個(gè)獨(dú)特的環(huán)A3-B3，這個(gè)環(huán)包含了氨基酸序列60的精氨酸和氨基酸序列61的酪氨酸，并藉由這兩個(gè)氨基酸的氫鍵和堆疊作用力來穩(wěn)定底物。透過高解析度的復(fù)合體結(jié)構(gòu)也可以清楚地解釋酶與底物之間詳細(xì)的作用網(wǎng)絡(luò)。

　　該項(xiàng)研究成果為接下來改造此耐熱纖維素酶活性提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2011年的Proteins封面文章。該項(xiàng)目獲得工業(yè)酶國家工程實(shí)驗(yàn)室及天津市專項(xiàng)(10ZCKFSY06000)的支持。