近日，中国科学院年夜连化学物理研究所研究员尹恒团队于自然产品合成生物学研究中取患上新进展。他们解析了甜叶菊中卖力莱鲍迪苷D（Reb D）向莱鲍迪苷M（Reb M）转化的要害糖基转移酶UGT76G4，展现了该酶底物区域选择性的份子机制，并基在此经由过程半理性设计革新，得到了多个可用在高效合成Reb M的东西酶。相干结果发表在美国《国度科学院院刊》。
糖是一样平常糊口中常见的食物身分，但过多摄取会影响康健。甜菊糖苷是从甜叶菊中提取的一类自然甜味剂，其甜度高、热量低，被广泛用作蔗糖替换品。此中，Reb M因其高甜度和优良口感，被视为新一代高价值甜菊糖苷产物，但其于甜叶菊中含量极低，亟需开发高效合成的要领以满意市场需求。
此前，Reb M合成路子中的要害步调——Reb D到Reb M转化要害酶还没有明确，遍及推测由UGT76G1催化完成。然而，UGT76G1对于甜菊糖苷底物的C13位体现出较着的区域选择性，其C19位的催化活性极低。针对于这一问题，团队前期经由过程对于5个甜叶菊品种开展比力转录组阐发，发明UGT76G家族其他基因与甜叶菊中Reb M合成紧密亲密相干。
本研究中，团队从高产Reb M的甜叶菊品种中鉴定并表征了UGT76G1的一个自然突变体酶——UGT76G4，该酶于体内及体外试验中均体现出对于甜菊糖苷C19位的区域选择性，被证明是甜叶菊中催化Reb D到Reb M生物合成的要害酶。进一步，团队经由过程定点/饱及突变、X射线晶体学、份子动力学模仿等要领，体系阐了然UGT76G4的底物区域选择性的份子机制，明确了G200于决议UGT76G4的C19区域选择性中的要害作用。
基在该机制，团队对于UGT76G4实行卵白质工程革新，得到了多个可以或许高效以Reb E及Reb D为底物合成Reb M的突变酶。
相干论文信息：https://doi.org/10.1073/pnas.2504698122
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