1805组Journal Club简报(2017-04-17)
1805组Journal Club简报(2017-04-17)
发布时间:2017-04-18 10:59    栏目类别:组内生活

           2017年417日,硕士研究生朱先玉同学在组会上做了文献报告,具体内容如下:

         报告人:朱先玉 报告题目Highly efficient and selective biocatalytic production of glucosamine from chitin

        报告内容:N-乙酰基葡萄糖胺是地球上最丰富的生物分子之一,可以从几丁质中廉价的获得。将乙酰胺基葡萄糖转化为高价值产品的关键步骤是对它去N-乙酰化,形成葡萄糖胺。葡萄糖胺本身是一种有价值的膳食添加剂,每年通过化学水解生产的葡萄糖胺超过29000吨。这一过程需要苛刻的反应条件并且有很多副产品形成,导致了分离纯化的极大麻烦。这篇文章首次报道了一种来自环状杆菌的脱乙酰酶的分离和特性,这种酶能够在温和的反应条件下高度选择性定量催化GlcNAc水解成葡萄糖胺。该酶的分子量为(38kDa),易于通过在大肠杆菌中异源表达获得,具有高转换率(kcat = 61s-1),耐受高底物浓度(超过100g L-1),并且可以反复使用 , 用作固定化催化剂。当与几丁质酶偶联时,酶对GlcNAc的高选择性超过其他生物分子。这种方法生产葡萄糖胺可以代替非动物来源的葡萄糖胺的生产。

          表达并纯化了三种不同来源的脱乙酰酶,实验发现只Cyclobacterium marinum来源的脱乙酰酶对几丁寡糖存在活性。

        通过紫外分光光度计和薄层层析的方法检测酶底物特异性,实验表明该脱乙酰酶只对乙酰氨基葡萄糖具有活性。

         实时1 H NMR光谱测量CmCBDA催化的GlcNAc转化为GlcN。当反应12小时后发现乙酰基被完全脱去。

      (A) 重组CmCBDA的pH依赖性。 (B)重组CmCBDA的温度依赖性。(C)金属离子(终浓度2mM)对CmCBDA酶活性的影响。

      (A)12小时(上)后CmCBDA催化GlcNAc脱乙酰化反应和4小时后(下)GlcNAc的酸水解的1 H NMR光谱。

      (B)图酶水解(左侧),酸水解(中间)和碱性水解(右侧)反应产物。 通过酶水解获得纯GlcN,而在酸水解中观察到副产物; GlcNAc碱性水解后没有检测到GlcN  。

     (A)在加入ZgβHexN2854和/或CmCBDA 0 h,0.5 h,1 h,4 h,8 h和16 h反应后,甲壳素形成GlcN。仅当使用两种酶时,才检测到GlcN。 在16小时反应时间后获得最高水平的GlcN。 (B))是对蘑菇提取物中加入ZgβHexN2854和/或CmCBDA在 0 h, 12 h, 24 h, 48 h and 72 h反应产物检测,发现双酶共催化更有利于GlcN的形成。

         该实验应用了双酶共催化的方法高效选择性生物催化生产GlcN,是一种新颖的环境友好的新思路。可避免任何恶劣的化学物质,并允许从甲壳类动物废物和非动物来源的天然材料生产GlcN。

 
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