一文讀懂唾液酸苷酶的作用機制
更新時間：2022-06-23 點擊次數：1510
唾液酸苷酶(EC.3.2.1.18)是一類重要的糖苷水解酶，在動物和微生物中廣泛存在.該類酶催化寡糖或糖綴合物上非還原末端唾液酸水解，具有重要的生物學功能，如參與溶酶體降解代謝物、癌癥發生、微生物致病等多種生理和病理過程.除了水解活性外，有的唾液酸苷酶還具有轉糖基活性，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.這種合成活性對于唾液酸相關糖鏈的大量獲得具有重要意義，有利于推動該類寡糖的基礎研究及其在食品和醫藥中的應用。
作用機制：
唾液酸苷酶催化的反應一般遵循雙置換反應機制，反應過程中形成共價的唾液酸-酶中間物，產生異頭中心構型不變的反應產物，為構型保持酶.活性中心的關鍵氨基酸包含一個酪氨酸殘基、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合中起到重要作用，如精氨酸三聯體與唾液酸羧基通過氫鍵相互作用對其進行固定。
反應進行時，親核體酪氨酸首先被鄰近谷氨酸激活，羥基氧原子進攻底物唾液酸的C2位，形成類似SN2反應的糖基化過渡態(glycosylationtransitionstate)，酶活性中心的谷氨酸和天冬氨酸殘基通過氫鍵作用有效穩定該過渡態.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攻該中間體，再次經歷一個類似SN2反應的過程形成去糖基化過渡態.最后，唾液酸化酶中間體糖苷鍵斷裂并釋放唾液酸進行水解作用(圖4a)，當另一糖苷或分子內羥基作為親核受體時，則進行轉糖基和分子內轉糖基作用，合成相應產物。能發生轉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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