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    188宝金博页面版: 甘油脱水酶的研究进展

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    内容提示： ? 第 32卷 ?第 2期华 侨 大 学 学 报 ( 自 然 科 学 版 ) Vol. 32?No. 2??2011 年 3 月 Journal of Huaqiao University ( Natural Science) Mar. 2011?? 文章编号: ?1000-5013( 2011)02-0125-05甘油脱水酶的研究进展王庆花1 , 方柏山 2( 1. 华侨大学 化工学院, 福建 泉州 362021;2. 厦门大学 化学化工学院, 福建 厦门 361005)摘要: ? 甘油脱水酶是微生物发酵法生产 3- 羟基丙醛和 1, 3- 丙二醇过程中的关键限速酶. 文中对甘油脱水酶的结构与功能、作用机制、基因工程研究等情况进行综述, 探讨了甘油脱水酶的研究进展并提出一些建议.关键词: ? 甘油脱水酶; 生物转化...

    文档格式：PDF | 页数：5 | 浏览次数：39 | 上传日期：2019-07-28 05:40:40 | 文档星级：
    ? 第 32卷 ?第 2期华 侨 大 学 学 报 ( 自 然 科 学 版 ) Vol. 32?No. 2??2011 年 3 月 Journal of Huaqiao University ( Natural Science) Mar. 2011?? 文章编号: ?1000-5013( 2011)02-0125-05甘油脱水酶的研究进展王庆花1 , 方柏山 2( 1. 华侨大学 化工学院, 福建 泉州 362021;2. 厦门大学 化学化工学院, 福建 厦门 361005)摘要: ? 甘油脱水酶是微生物发酵法生产 3- 羟基丙醛和 1, 3- 丙二醇过程中的关键限速酶. 文中对甘油脱水酶的结构与功能、作用机制、基因工程研究等情况进行综述, 探讨了甘油脱水酶的研究进展并提出一些建议.关键词: ? 甘油脱水酶; 生物转化法; 结构功能; 作用机制; 基因工程中图分类号: ? Q 556 文献标志码: ? A1, 3- 丙二醇( 1, 3- PD)作为合成具有优良性质的聚酯和聚氨酯的单体, 被认为是本世纪具有广阔应用前景的化工原料. 近年来, 生物转化法以其利用可再生资源、清洁生产、环境友好型、有利于可持续发展, 逐渐成为国内外研究热点. 目前, 已发现了多种能以甘油为底物发酵生产 1, 3- PD 的菌种, 但还没有发现可以利用其他有机物质为底物进行生产的天然菌 [ 1] . 甘油脱水酶( Glycerol Dehydratase,GDHt) 是催化甘油转化生成 1, 3- PD 代谢途径中的关键性限速酶. 克雷伯肺炎杆菌( Klebsiella pneu-moniae) 和丁酸梭状芽孢杆菌( Clostridiabutyricum) 具有较高的 1, 3- PD 转化率、甘油耐受力和生产强度, 备受研究者关注. 克雷伯肺炎杆菌编码的是一种依赖辅酶 B 12 的甘油脱水酶, 需要在培养基中额外加入价格昂贵的维生素 B 12 . 丁酸梭状芽孢杆菌属于严格厌氧菌, 其培养条件苛刻, 国内研究较少? 由于丁酸梭状芽孢杆菌中甘油脱水酶不依赖辅酶 [ 2- 3] , 因而成为新的研究热点. 本文主要综述甘油脱水酶( GDHt) 的结构与功能、作用机制、基因工程等方面的研究进展?1?甘油脱水酶的结构与功能1. 1?辅酶 B 12 依赖型甘油脱水酶辅酶 B 12 依赖型 GDHt 是由 ?, ?, ?3 个亚基组成的二聚体, 其结构为( ?? ) 2[ 4]. 辅酶依赖型 GDHt晶体结构中, 辅酶 B 12 依赖型的 GDHt 是 ? 2 ? 2 ? 2 6 个亚基通过非共价键的疏水相互作用缔合成的异六聚体, 其中两个 ?? 异型三聚体组成了一个对二聚体. ?亚基含一个由 8 个平行的 ?链构成的丙糖磷酸异构酶( TIM) 桶状结构[ 5] ? 这个 ?- 桶状结构把活性中心围在中间, 所以 ?亚基是甘油脱水酶最重要的活性中心, 活性中心含有必需因子 K+的结合位点. 维生素 B 12 与 GDH t 的结合需要 K+, 而 K+的结合能够轻微改变 GDHt 的空间构象, 使其与辅酶结合得更紧密. 维生素 B 12 位于 TIM 桶状结构和 ?亚基之间. K+离子、底物分子及辅酶的腺苷一侧只与 ?亚基结合.底物的结合对酶分子构象产生的变化最大的是在 ?亚基, 其前后倾斜了约 3? [ 4, 6] . 与底物结合后, 与辅酶以氢键结合的残基增加了 3 个, 并且键长都明显缩短. 这样也导致 Co- N 键( Co 与 DBI 部分的作用力) 被拉长, 而 Co- N 的键长关系到 Co- C 键的断裂方式( Co- N 键的拉长可使 Co- C 键偏向均裂 [ 7] ) . Co- C 键的均裂是酶促反应的最开始的一步, 也是必需的一步.洪燕等 [ 8- 9] 通过生物信息学软件分析, 证明了 ?亚基是对辅酶 B 12 失活非常重要的一个区域. GDHt? 收稿日期: ? 2010-06-23? 通信作者: ? 方柏山( 1957-), 男, 教授, 主要从事生物反应工程的研究. E-mail: fbs@ xmu. edu. cn.? 基金项目: ? 国家高技术研究发展( 863) 计划项目(2006AA020103) ; 国家自然科学基金资助项目(20446004,? ? ? ? ? ? 20676048)

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