PL36家族褐藻酸裂解酶和PL24家庭石莼多糖裂解酶的酶學(xué)性質(zhì)、結(jié)構(gòu)和催化機制
【學(xué)位單位】:山東大學(xué)
【學(xué)位級別】:博士
【學(xué)位年份】:2020
【中圖分類】:Q946.5
【部分圖文】:
?山東人蘋防士#位論文???A?COO??R?〇H?/I——〇,?OH??hoKShJ^??3?-D-mannuronate?(M)?〇?-[--guluronate?(G)??U巍喊。I??OH?Q〇〇C?W〇、??G?G?M?M?G??C?MMMMGMGGGGGMGMGGGGGGGGMMGMGMGGM??[?|?t?|?|?I?1?}??PM?PG?PG?P(MG)??圖1-1.褐藻酸的結(jié)構(gòu)特征(Silva?and?kumar?1984)??Figure?1-1.?Structure?characteristics?of?alginate.?A,?Monomer?of?P-D-mannuronate?(M)??or?a-L-guluronate?(G).?B,?Alginate?conformation.?C,?Blocks?of?PM,?PG?and?P(MG).??現(xiàn)階段,用于商業(yè)應(yīng)用的褐藻酸都來源于海藻植物,褐藻膠具有良好的理化??性質(zhì),比如毒性低、成凝膠能力強、可生物降解以及生物相容性好,所以能很好??的應(yīng)用于醫(yī)藥、食品和化工等各個領(lǐng)域。在醫(yī)藥領(lǐng)域,褐藻酸可以用于藥物和蛋??白質(zhì)的輸送,穩(wěn)定藥物和延長藥物釋放(Pawar?and?Edgar?2012)。褐藻酸具有良??好的親水特性,可用作外科手術(shù)的敷料,褐藻酸敷料可以控制治療藥物(如止痛、??抗菌和抗炎藥)的釋放,加速傷口愈合。具有良好的生物相容性的褐藻酸還可以??制成止血海綿、噴霧止血劑等,或者作為支架材料,用作關(guān)節(jié)軟骨部分損傷和完??全損傷的治療(Chiu?etal.?2008)。另外,褐藻酸鹽還具有增強機體免
構(gòu),PL5家族目前有兩個蛋白結(jié)??構(gòu)被解析,分別是Al-III?(PDB號:1QAZ)和AlgL?(PDB號:40ZW)(圖??1-2)。A1-III的三維結(jié)構(gòu)具有豐富的螺旋結(jié)構(gòu),在(a6/ct5)滾筒結(jié)構(gòu)中有一個??深隧道狀裂縫,在糖化酶和纖維素酶中也發(fā)現(xiàn)這種類似的((x6/a5)筒體結(jié)構(gòu)(Yoon??et?al.?2001,?Mikami?et?al.?2012)。在這種滾筒結(jié)構(gòu)中,海藻酸分子穿過裂縫與A1-III??的催化位點結(jié)合,AlgL的結(jié)構(gòu)與A1-III相似。??參參??圖1-2.?PL5家族解析的褐藻酸裂解酶的結(jié)構(gòu)??Figure?1-2.?Crystal?structures?of?PL5?alginate?lyases.?A,?Al-III?(PDB:?1QAZ)?from??Sphingomonas?sp.?Al.?B,?AlgL?(PDB:?40ZW)?from?Pseudomonas?aeruginosa?PAOl.??PL6家族的褐藻膠裂解酶采用p-螺旋的折疊方式,現(xiàn)階段,有三個PL6家族??酶的結(jié)構(gòu)被解析,分別是?BcelPL6?(PDB?號:6QPS)?(Stenderetal.?2019)、AlyGC??(PDB?號:5GKD)?(Xuetal.?2017)和?AlyF?(PDB?號:6ITG)?(Lyuetal.?2019)。??AlyGC是PL6家族第一個解析結(jié)構(gòu)的酶,它在溶液中以二體的形式存在,且以??二體的形式發(fā)揮功能,每個單體由碳端和氮端兩個結(jié)構(gòu)域構(gòu)成,兩個結(jié)構(gòu)域都是??采用右手平行P螺旋的折疊形式,兩個碳端結(jié)構(gòu)域近乎平行,而兩個氮端結(jié)構(gòu)域??指向相反的方向。AlyGC中有個Ca2+位
山東大學(xué)博士學(xué)位論文??IIW??圖1-3.?PL6家族解析的褐藻酸裂解酶的結(jié)構(gòu)??Figure?1-3.?Crystal?structures?of?PL6?alginate?lyases.?A,?AlyF?(6ITG)?from?Vibrio??splendidus.?B,?BcelPL6?(6QPS)?from?Bacteroides?cellulosilyticus?DSM?14838.?C,??AlyGC?(5GKD)?from?Paraglaciecola?chathamensis?S18K6T.??PL7家族是解析結(jié)構(gòu)最多的褐藻膠裂解酶酶家族,己經(jīng)有十個褐藻膠裂解酶??的結(jié)構(gòu)被解析,包括?alyPG?(PDB?號:1UAI)?(Osawaetal.?2005)、AlgAT5?(PDB??號:5ZQI)、FlAlyA?(PDB?號:5Y33)?(Qinetal.?2018)、AlyA?(PDB?號:40ZX)、??AlyQ?(PDB?號:5XNR)?(Sim?et?al.?2017)、PA1167?(PDB?號:1VAV)、A1-II'??(PDB?號:2CWS)、AlyB?(PDB?號:5ZU5)?(Lyu?et?al.?2018)?.?AlyA5?(PDB??號:4BE3)和?AlyAl?(PDB?號:3ZPY)。S/^//7gowom?.sp_Al?的?Al-II’整體結(jié)??構(gòu)是P-卷曲結(jié)構(gòu)(P-jellyroll,P-sandwich),是由兩個反向平行的(3-折疊片層和??四個小的a-螺旋組成,每個(3-折疊片層包含多個P-片(Oguraetal.2008)(圖1-4)。??其它PL7家族的褐藻膠裂解酶的整
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