FC：江南大学金征宇采用分子对接，等温滴定热法，圆二色性和荧光研究环糊精与支链淀粉酶的结合机理

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江南大学金征宇采用分子对接，等温滴定热法，圆二色性和荧光研究环糊精与支链淀粉酶的结合机理 

导 读

2020年4月4日，江南大学Li Xiaoxiao、金征宇*等人在Food Chemistry（1区，IF：5.399）在线发表了题为“The binding mechanism between cyclodextrins and pullulanase: A molecular docking, isothermal titration calorimetry, circular dichroism and fluorescence study”的研究文章。

该文研究发现α-CD，β-CD和γ-CD以竞争方式抑制支链淀粉酶；苯丙氨酸476是环糊精识别和结合的关键氨基酸残基，此外，结合的主要驱动力是疏水相互作用。

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研究背景

环糊精（CDs）是一种环状寡糖，它是通过环麦芽糊精葡聚糖转移酶（EC 2.4.1.19）衍生自淀粉的，包括α-环糊精（α-CD），β-环糊精（β-CD）和γ-环糊精（γ-CD）。在生产环糊精的过程中，CD对支链淀粉酶的抑制作用导致淀粉底物向CD的转化率低，因此CD的产量受到限制。

此外，支链淀粉酶具有通过反向水解反应合成支链CD的能力，该反应使用高浓度的CD和寡糖作为底物，这可能是由于CD与支链淀粉酶之间的相互作用所致。支链CD的得率非常低，并且反应机理仍未探索。因此，有必要研究CD和支链淀粉酶之间的结合机制，以提供CD的生产和应用的见解。

研究思路

CD与支链淀粉酶之间的相互作用已经在先前的研究中进行了研究。受技术限制，与CD和支链淀粉酶之间的相互作用有关的研究主要集中在酶活性以及荧光性质的表征上。由于支链淀粉酶的晶体结构是在2006年公布的，因此可以获得有关支链淀粉酶与CD结合位点的更多信息。在这项研究中，结合圆二色性，荧光，等温滴定量热法和分子对接研究进行酶活性测定，以确定支链淀粉酶和环糊精之间的结合机理。

研究结论

在这项研究中，成功研究了CD与PulA（直链淀粉酶或普鲁兰酶）之间的相互作用。验证了CD和PulA之间结合的主要因素是尺寸匹配和非共价键，尤其是疏水相互作用。鉴定了与CD与PulA结合相关的氨基酸残基，并确认了Phe476为关键氨基酸残基。

这项工作为减少CD对酶的抑制作用以及提高环糊精糖基衍生物的合成效率提供了理论基础。此外，对CD结合PulA的结合机制的进一步理解提供了CD作为人类感染和代谢紊乱涉及的酶抑制剂的应用信息。这些发现可为合理设计支链淀粉酶或修饰CD以获得更多的环糊精衍生物提供见解，可将其用于食品，化学，医药，环境保护，农业和其他领域。

金征宇

金征宇，男，1960年生，博士、教授、博导、副校长，全国优秀科技工作者，江南大学食品科学与技术国家重点实验室主任，兼任国务院学位委员会食品学科评议组召集人，教育部食品类专业教学指导委员会主任和中国粮油学会副理事长。

长期从事食品科学与工程领域碳水化合物资源开发与利用方向的教学和研究工作，得到国家科技支撑重大项目、国家自然科学基金重点项目和“863”计划资助；发表SCI论文135篇，授权国家发明专利28件，主编出版教材和科技专著8部；获国家科技进步二等奖3项（2007，2009，2011）、国家教学成果二等奖2项（2001，2005），所指导的博士生2010年获全国百篇优秀博士学位论文奖。

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