β-1,2-glucooligosacarit và β-1,2-glucan (Hình 1) là các chuỗi đường được tạo thành từ glucose, tương tự như maltose, trehalose, cellulose, vv Tuy nhiên, do sự hiếm có của nó, hiện tại có một vài ví dụ về nghiên cứu về chức năng của các chuỗi đường và enzyme liên quan đến sự tổng hợp và suy thoái Nhóm, Phó Giáo sư Nakajima Masahiro, tỷ lệ kèo nhà cái net tỷ lệ kèo nhà cái net học Sinh học Ứng dụng, tỷ lệ kèo nhà cái net tỷ lệ kèo nhà cái net học và Kỹ thuật, Đại học Tokyo, và Phó Giáo sư Nakai Hiroyuki, tỷ lệ kèo nhà cái net Nông nghiệp Phản ứng glycosyl hóa của các enzyme hoạt động trên β-1,2-glucooligosacarit, và cũng cho thấy cấu trúc ba chiều của enzyme này Enzyme này có hoạt động chuyển glucose sang glycoside glucoside và được dự kiến ​​là một công cụ hữu ích để chuẩn bị glycoside với các cấu trúc glycan khác nhau

Kết quả nghiên cứu này đã được công bố vào ngày 19 tháng 1 năm 2022, Tạp chí quốc tếĐược xuất bản trực tuyến trong "Tạp chí Hóa học sinh học"đã được thực hiện

Bối cảnh nghiên cứu

Chuỗi glucose không chỉ đóng vai trò là nguồn năng lượng cho sinh vật sống, mà còn có nhiều vai trò khác nhau, chẳng hạn như cải thiện khả năng miễn dịch Do đó, cấu trúc của chuỗi đường thay đổi tùy thuộc vào vai trò của chúng và cực kỳ phức tạp Tuy nhiên, sự phức tạp của nó cũng là một trong những yếu tố chính gây khó khăn cho việc nghiên cứu và sử dụng chuỗi đường Mặc dù việc chuẩn bị chuỗi đường là cần thiết cho nghiên cứu và sử dụng chuỗi đường, chỉ có một số lượng nhỏ các loại chuỗi đường có thể được tổng hợp với số lượng thực tế Bởi vì các enzyme tạo ra các chất có ít sản xuất sản phẩm phụ, các enzyme được coi là một trong những công cụ hứa hẹn nhất để tổng hợp chuỗi đường Tuy nhiên, các loại enzyme có thể được tổng hợp hiện đang cực kỳ hạn chế so với sự đa dạng của chuỗi đường

β-1,2-Glucan là một chuỗi đường được sản xuất bởi các vi khuẩn như Rhizobia, và được biết đến với vai trò của nó trong nhiễm trùng vật chủ, cộng sinh và phản ứng với những thay đổi trong môi trường như điều hòa áp lực thẩm thấu Người ta cũng biết rằng β-1,2-glucooligosacarit được tìm thấy trong các thành phần chất làm ngọt có trong stevia và trong phần chuỗi đường của glycoside cam quýt Tuy nhiên, không thể nói rằng chức năng và tính khả dụng đã được xem xét kỹ lưỡng

Phó giáo sư Nakajima Masahiro và những người khác đang làm việc để phân tích các enzyme tổng hợp và làm suy giảm-1,2-glucan, và cũng đang phát triển các phương pháp mới để tổng hợp chuỗi đường bằng enzyme này Thông qua những nỗ lực này, người ta đã phát hiện ra rằng các cụm gen (※ 2) được cho là có liên quan đến sự xuống cấp β-1,2-glucan chủ yếu được tìm thấy có mặt rộng rãi trong các vi sinh vật

Chi tiết kết quả nghiên cứu

112003_112076Ignavibacterium AlbumĐược tìm thấy từ bộ gen Điều này cho thấy rằng enzyme, sản phẩm của gen này, sẽ có các đặc tính độc đáo Do đó, chúng tôi đã phân tích các tính chất chi tiết của enzyme này và tiếp tục làm sáng tỏ cấu trúc ba chiều của enzyme này bằng phân tích cấu trúc tinh thể tia X (*3)

Kết quả là, chúng tôi đã phát hiện ra rằng enzyme này là một transferase (※ 4) với hoạt động mới chuyển glucose từ các phân tử β-1,2-glucooligosaccharit sang các phân tử β-1,2-glucooligosaccharit khác Enzyme này cũng có hoạt động chuyển glucose, β-1,2-glucooligosacarit, sang glycoside glucoside, để tạo ra glycoside β-1,2-glucooligosacarit (Hình 2) Khi chúng tôi quan sát cấu trúc ba chiều trong đó enzyme này và các glycoside glucoside khác nhau bị ràng buộc, cũng rõ ràng rằng cấu trúc của phần mà chất nền liên kết linh hoạt, cho phép liên kết với các glycoside khác nhau (Hình 3)

Glycosides được sử dụng ở nhiều nơi khác nhau Arbutin, một glycoside có nguồn gốc từ thực vật, được điều chế trong mỹ phẩm để ức chế các enzyme tổng hợp melanin, gây ra các đốm Các chất ức chế glycosides và SGLT-2 là ví dụ về glycoside được sử dụng làm dược phẩm Cấu trúc của phần chuỗi đường rất quan trọng vì người ta biết rằng glycoside có các tính chất và chức năng vật lý khác nhau tùy thuộc vào loại, vị trí và số lượng đường liên kết với chúng Hy vọng rằng việc phát hiện ra các enzyme mới tổng hợp phần glycan của glycoside sẽ dẫn đến tìm kiếm, phát triển và sử dụng thêm các glycans chức năng mới

Thuật ngữ

*1 glycoside: Một hợp chất trong đó một hợp chất khác với đường bị ràng buộc Khi phần đường là glucose, nó được gọi là glycoside glucoside

*2 Cụm gen: Các gen liên quan đến sự trao đổi chất của cùng một hợp chất thường tập hợp ở một nơi trong bộ gen và được cho là kiểm soát hiệu quả sự biểu hiện của các gen liên quan Một tập hợp các gen như vậy được gọi là cụm gen

*3 Phân tích cấu trúc tinh thể tia X: Một trong những kỹ thuật phổ biến nhất hiện nay để quan sát các cấu trúc ba chiều ở cấp độ nguyên tử Các tinh thể của các polyme sinh học như protein được điều chế và các tinh thể được chiếu xạ bằng tia X để tạo ra cấu trúc ba chiều từ dữ liệu thu được

*4 Transferase: một loại enzyme xúc tác phản ứng chuyển một phần của hợp chất sang hợp chất khác

Thông tin bài viết

Tên tạp chí

Tạp chí Hóa học sinh học

Tiêu đề giấy

Phân tích đặc tính và cấu trúc của một glycosyltransferase mới hoạt động trên các liên kết β-1,2-glucosid

tác giả

Kaito Kobayashi, Hisaka Shimizu, Nobukiyo Tanaka, Kouji Kuramochi, Hiroyuki Nakai, Masahiro Nakajima, Hayao Taguchi

doi

101016/jjbc2022101606

Người thuyết trình

Kobayashi Kaito đã hoàn thành chương trình tiến sĩ tại Trường tỷ lệ kèo nhà cái net học và Kỹ thuật sau đại học, Đại học tỷ lệ kèo nhà cái net học và Công nghệ Tokyo <Tác giả chính>

Chương trình Thạc sĩ Shimizu Hisaka, Trường Đại học tỷ lệ kèo nhà cái net học và Kỹ thuật, Đại học tỷ lệ kèo nhà cái net học Tokyo, Trường Đại học tỷ lệ kèo nhà cái net học và Kỹ thuật

Giáo sư Trợ lý Tanaka Nobukiyo, tỷ lệ kèo nhà cái net tỷ lệ kèo nhà cái net học sinh học ứng dụng, tỷ lệ kèo nhà cái net tỷ lệ kèo nhà cái net học và Kỹ thuật, Đại học tỷ lệ kèo nhà cái net học Tokyo

Giáo sư Kuramochi Koji, tỷ lệ kèo nhà cái net Sinh học Ứng dụng, tỷ lệ kèo nhà cái net tỷ lệ kèo nhà cái net học và Kỹ thuật, Đại học tỷ lệ kèo nhà cái net học Tokyo

Nakai Hiroyuki Phó giáo sư, tỷ lệ kèo nhà cái net Nông nghiệp, Đại học Niigata

Giáo sư tỷ lệ kèo nhà cái net học sinh học Nakajima Masahiro, tỷ lệ kèo nhà cái net tỷ lệ kèo nhà cái net học Sinh học Ứng dụng, tỷ lệ kèo nhà cái net tỷ lệ kèo nhà cái net học và Kỹ thuật, Đại học tỷ lệ kèo nhà cái net học Tokyo <

Giáo sư Taguchi Hayo (vào thời điểm đó) về tỷ lệ kèo nhà cái net học sinh học ứng dụng, tỷ lệ kèo nhà cái net tỷ lệ kèo nhà cái net học và Kỹ thuật, Đại học tỷ lệ kèo nhà cái net học Tokyo

Liên hệ với chúng tôi