毛竹脫氧辛糖酸-8-磷酸合酶的原核表達、純化及酶的特性

朱豐曉，張鳳雪，張智俊，吳林軍

浙江農林大學 省部共建亞熱帶森林培育國家重點實驗室，浙江 臨安 311300

脫氧辛糖酸-8-磷酸合酶 (3-Deoxy-D-mannooctulosonate 8-phosphate synthase，KDO8PS) [EC:2.5.1.55]是 2-酮基-3-脫氧-D-甘露辛酮糖酸(CMP-KDO) 合成途徑中的一種關鍵酶[1]，其基因表達及酶活性高低直接影響到革蘭氏陰性菌Gˉ細胞壁的合成，對于植物細胞壁合成同樣重要，可對植物花粉管、芽的生長、伸長等有重要調控作用[2]。

KDO8PS屬于醛縮酶超家族蛋白，分布于革蘭氏陰性菌Gˉ及植物細胞，主要負責催化磷酸烯醇式丙酮酸與 α-阿拉伯糖-5-磷酸產生 2-酮-3-脫氧辛糖8磷酸 (KDO8P)，并釋放無機磷酸 (Pi)。其中產物 2-酮-3-脫氧辛糖-8-磷酸是 2-酮-3-脫氧辛糖酸 (KDO) 的前體[3-5]。研究表明在已知眾多致病革蘭氏陰性菌中，Lipid A是內毒素的物質基礎，其O-抗原的多樣性決定了Gˉ表面抗原決定簇的多樣性，這也是致病菌產生抗藥性的物質基礎之一[6]。而KDO是脂多糖 (LPS) 組分中必需的八碳糖，它連接類脂 A (Lipid A) 與O-特異側鏈共同嵌入細胞壁的外膜上[7]。通常Lipid A與兩個 KDO殘基組成的脂多糖 (LPS)構成革蘭氏陰性菌外膜的外殼，這種外殼對革蘭氏陰性菌細菌細胞膜的完整性及侵染至關重要。基于這種 Gˉ細胞壁的構成特點，如阻斷KDO的生物合成，能破壞Gˉ的細胞壁合成，并避免致病菌產生耐藥性。因此，基于 Gˉ細菌KDOPS開展相關抑制劑篩選，進而開發新的抗生素藥物是目前KDO8PS的研究熱點[8]。同樣，在植物細胞中，KDO8PS所催化的終產物KDO主要是高等植物細胞壁以及一些綠色藻類植物細胞壁果膠多糖鼠李糖半乳糖醛酸聚糖Ⅱ(RG-Ⅱ) 的重要組分[9-10]。……