一文讀懂唾液酸苷酶的作用機(jī)制
更新時(shí)間：2022-06-23 點(diǎn)擊次數(shù)：1596
唾液酸苷酶(EC.3.2.1.18)是一類(lèi)重要的糖苷水解酶，在動(dòng)物和微生物中廣泛存在.該類(lèi)酶催化寡糖或糖綴合物上非還原末端唾液酸水解，具有重要的生物學(xué)功能，如參與溶酶體降解代謝物、癌癥發(fā)生、微生物致病等多種生理和病理過(guò)程.除了水解活性外，有的唾液酸苷酶還具有轉(zhuǎn)糖基活性，能夠以唾液酸單糖或糖苷為糖基供體，催化唾液酸轉(zhuǎn)移到受體分子上，一步合成寡糖和糖苷化合物.這種合成活性對(duì)于唾液酸相關(guān)糖鏈的大量獲得具有重要意義，有利于推動(dòng)該類(lèi)寡糖的基礎(chǔ)研究及其在食品和醫(yī)藥中的應(yīng)用。
作用機(jī)制：
唾液酸苷酶催化的反應(yīng)一般遵循雙置換反應(yīng)機(jī)制，反應(yīng)過(guò)程中形成共價(jià)的唾液酸-酶中間物，產(chǎn)生異頭中心構(gòu)型不變的反應(yīng)產(chǎn)物，為構(gòu)型保持酶.活性中心的關(guān)鍵氨基酸包含一個(gè)酪氨酸殘基、谷氨酸殘基和天冬氨酸殘基，其中酪氨酸作為催化親核體，臨近谷氨酸提供堿催化輔助親核體攻擊唾液酸C2位，天冬氨酸作為廣義酸堿催化。活性中心中還有其他一些氨基酸在底物結(jié)合中起到重要作用，如精氨酸三聯(lián)體與唾液酸羧基通過(guò)氫鍵相互作用對(duì)其進(jìn)行固定。
反應(yīng)進(jìn)行時(shí)，親核體酪氨酸首先被鄰近谷氨酸激活，羥基氧原子進(jìn)攻底物唾液酸的C2位，形成類(lèi)似SN2反應(yīng)的糖基化過(guò)渡態(tài)(glycosylationtransitionstate)，酶活性中心的谷氨酸和天冬氨酸殘基通過(guò)氫鍵作用有效穩(wěn)定該過(guò)渡態(tài).隨后，唾液酸底物中糖苷鍵斷裂并生成唾液酸化酶中間體，接著天冬氨酸作為酸堿催化氨基酸，水分子做為親核試劑進(jìn)攻該中間體，再次經(jīng)歷一個(gè)類(lèi)似SN2反應(yīng)的過(guò)程形成去糖基化過(guò)渡態(tài).最后，唾液酸化酶中間體糖苷鍵斷裂并釋放唾液酸進(jìn)行水解作用(圖4a)，當(dāng)另一糖苷或分子內(nèi)羥基作為親核受體時(shí)，則進(jìn)行轉(zhuǎn)糖基和分子內(nèi)轉(zhuǎn)糖基作用，合成相應(yīng)產(chǎn)物。能發(fā)生轉(zhuǎn)糖基作用的唾液酸苷酶具有狹窄的疏水性催化槽，有利于排出活性中心水分子，從而減少水解作用。
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