鮑曼不動桿菌UDP-葡萄糖4-差向異構酶Gne1的表征

張 展，馮 雁，李 謙，崔 莉**

（1上海交通大學生命科學技術學院微生物代謝國家重點實驗室，上海200240；2中國藥科大學生命科學技術學院，南京210009）

大多數構型的吡喃糖分子及其衍生物在自然界中較為稀有［1］且具有廣泛的生物活性譜，如D-阿洛酮糖可用作低卡路里甜味劑，同時具有血糖抑制、活性氧清除和神經保護等活性［2］，D-塔格糖具有低熱量、降血糖、抗齲齒和抗肥胖等特性［3-4］，L-塔格糖可用作治療半乳糖貯積癥的分子伴侶藥物米格斯他的起始原料［5］。然而，化學合成稀有功能糖必須克服糖分子多手性中心的障礙，生物酶合成法為解決這個難題提供了方案，為更加便利高效精準地生產各種構型的稀有功能糖，日本香川大學教授Izumori 等［6］提出了可用來生產所有稀有糖的生物制備策略，即以廉價的單糖為原料，利用醛糖異構酶、D-塔格糖3-差向異構酶等糖異構酶生產稀有功能糖，其中幫助糖分子實現羥基構型變化而生成稀有功能糖的是糖差向異構酶（EC 5.1.3.-），根據作用于糖分子手性中心位置的不同，其可以分為C-1 差向異構酶，如醛糖1-異構酶、C-2 差向異構酶（如N-乙酰-D-葡萄糖胺2-差向異構酶）和C-3 差向異構酶（如D-塔格糖3-差向異構酶等）。

UDP-葡萄糖4-差向異構酶（EC 5.1.3.2）是作用于UDP-葡萄糖或UDP-半乳糖的C-4 差向異構酶，能夠特異性改變4-羥基構型以實現兩種底物相互轉化。不同來源的UDP-葡萄糖4-差向異構酶對底物的雜泛性不同，據此可被分為3 類：第1 類是對UDP-葡萄糖/UDP-半乳糖具有偏好性，第3 類是對UDP-N-乙酰葡萄糖胺/UDP-N-乙酰半乳糖胺均具有偏好性，如來自大腸埃希菌O5：K4：H4 的UDP-葡萄糖4-差向異構酶顯示出對乙酰化底物更高的活性［7］，而第2 類是對兩種底物均不具有偏好性［8］。……