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TUhjnbcbe - 2021/1/14 2:55:00
糖苷酶是进行多糖选择性水解的一类重要酶。虽然多糖基本上可以在酸性条件下水解,但用非酶催化剂进行高选择性水解是一个尚未实现的目标。近期,美国爱荷华州立大学的YanZhao课题组报道了一种在交联胶束中通过分子印迹合理设计和合成的糖苷酶。

图片来源:Chem.Sci.

该研究利用功能单体乙烯基苯并硼烷通过可逆的硼酸盐键与糖的1,2-或1,3-二醇结合进行糖的共价印迹,再与胶束混合形成可溶性分子印迹纳米颗粒。形成的仿生催化剂在特定糖苷键的外环氧附近有一个酸性基团,同时识别具有可逆的硼酸酯和氢键的相邻糖残基。

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优化两亲性氨基羧酸及胶束表面活性剂,以麦芽糖作为底物,检测合成糖苷酶的活性。

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此外,通过不同的合成糖苷酶,可以达到对低聚糖麦芽六糖进行精确水解,其水解的主要产物可以分别是一糖、二糖和三糖。

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对三种不同的有机酸筛选,发现利用磺酸合成的糖苷酶产率最高。

图片来源:Chem.Sci.

进一步地,对这三个合成酶在不同水解条件下的产物分布进行了研究。

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由于该合成酶是一种固态的纳米颗粒,对其重复利用的催化效果也进行了研究。

图片来源:Chem.Sci.

此外,还以其他低聚糖为底物,对合成的糖苷水解酶的催化效率进行了研究。

图片来源:Chem.Sci.

综上,该研究合成的糖苷酶不仅具有天然酶的选择性,而且还具有天然生物催化剂所不具备的选择性,即从麦芽六糖或直链淀粉中选择性水解形成麦芽三糖。底物选择性主要取决于合成酶中结合在活性中心的糖残基,包括它们的空间取向。此外,作为交联聚合物纳米颗粒,它具有耐高温、耐有机溶剂和极端pH的特性,在这些方面完全优于天然酶。

参考文献:Syntheticglycosidasesfortheprecisehydrolysisofoligosaccharidesandpolysaccharides

Chem.Sci.

DOI:10./d0scd

原文作者:XiaoweiLiandYanZhao*

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