近日，我所生物技术研究部天然产物及糖工程研究组（1805组）尹恒研究员团队在裂解多糖单加氧酶研究领域取得新进展。

裂解多糖单加氧酶（Lytic polysaccharide monooxygenase，LPMO）是近年来碳水化合物活性酶（CAZymes）中新发现的一类金属酶，它们通过独特的氧化机制高效切割常规水解酶难以降解的顽固多糖的糖苷键，在木质纤维素等生物质资源高效利用上具有重要应用价值。研究发现，约有30%的 LPMO 的催化结构域通过柔性连接体与碳水化合物结合模块 (Carbohydrate-binding modules，CBM) 连接，但CBM在 LPMO 催化过程中的具体作用尚未充分明确。

 本工作通过模块化工程证明CBM可显著提升LPMO的底物结合亲和力、酶活性、对H₂O₂的耐受性等，CBM 的融合显著增强了 LPMO 对 H₂O₂的有效消耗，从而在提高酶活性同时并避免铜活性中心的自氧化损伤。分子动力学模拟证实，CBM的融合使LPMO活性位点与多糖底物更紧密接触，进而促进多局部裂解并增强活性位点对 H₂O₂的利用。这一研究为开发新型高效的LPMO酶制剂应用于多糖生物质炼制提供了理论指导及实际案例。

近年来，尹恒团队一直致力于LPMO作用机制相关研究，在LPMO的挖掘和活性研究（Int. J. Biol. Macromol., 2015; Int. J. Biol. Macromol., 2019）、酶与底物相互作用机制（J. Phys. Chem. Lett., 2020）、光电催化驱动LPMO反应（Appl. Catal. B., 2020; Biochem. Eng. J., 2022）等方面取得了系列进展，并已获得相关授权专利。

相关研究成果以“Carbohydrate-Binding Modules Enhance H₂O₂ Tolerance by Promoting Lytic Polysaccharide Monooxygenase Active Site H₂O₂ Consumption”为题，发表在《生物化学杂志》（Journal of Biological Chemistry）上。该工作的第一作者是我所1805组博士研究生高娃。上述工作得到国家自然科学基金、ANSO联合研究专项、大连市科技创新基金等项目的支持。（文/图高娃）

JBC文章链接：https://doi.org/10.1016/j.jbc.2023.105573,

大连化物所新闻链接:http://www.dicp.ac.cn/xwdt/kyjz/202401/t20240116_6955469.html