细菌酶制造新型生物相容性、可生物降解的聚合物
一种细菌酶（此处显示了晶体结构）制造了一种新型的可生物降解聚合物，即胆甾素，有朝一日它可能会在药物输送、组织工程或其他应用中得到应用。来源：改编自 ACS Central Science 2022，DOI：10.1021/acscentsci.1c01570
称为多糖的糖链是地球上最丰富的生物聚合物。由于它们的多功能和环保特性，这些分子最终可以取代一些塑料。现在，在ACS Central Science上报道的研究 人员发现了一种以前未知的细菌酶，它可以制造一种类似于生物聚合物甲壳素的新型多糖。这种新分子是可生物降解的，可用于药物输送、组织工程和其他生物医学应用。
多糖在生物体中发挥着许多作用，并且由于它们具有生物相容性和可生物降解性，这些分子是用于广泛治疗的有前途的载体材料。链中单个糖分子的身份，以及它们连接在一起的方式，使它们以不同的方式发挥作用。根据反应条件，称为糖苷磷酸化酶的酶可以将某些多糖分开或制造新的多糖。例如，一种这样的酶可以制造几丁质，这是节肢动物外骨骼和真菌细胞壁的主要成分。Stephen Withers 及其同事想知道是否可能有以前未知的天然存在的酶可以制造新型多糖。
使用基因组数据和基于活性的筛选，研究人员从细菌中鉴定出一种糖苷磷酸化酶，称为 Acholplasma laylawii，这是实验室细胞培养物中的一种常见污染物。研究小组表达并纯化了这种酶，发现它可以合成一种新型多糖，他们将其命名为胆甾醇。这种新的生物聚合物在成分上与几丁质和形成生物膜的多糖相似，但其糖分子以不同于这些已知生物聚合物的方式连接在一起。
研究小组确定了糖苷磷酸化酶的晶体结构，他们怀疑这可能与A. laylawii细胞膜的维持有关。因此，除了使用这种酶制造新的生物聚合物外，研究人员还可以针对这种酶来防止细胞培养物被细菌污染。研究人员说，乙酰胆碱作为一种新型的生物相容性、可生物降解材料具有广泛的潜力。
参考文献：Spencer S. Macdonald、Jose H. Pereira、Feng Liu 撰写的“合成基因文库产生了一种以前未知的糖苷磷酸化酶，可降解和组装聚-β-1,3-GlcNAc，完成β-连接的 GlcNAc 多糖套件” , Gregor Tegl、Andy DeGiovanni、Jacob F. Wardman、Samuel Deutsch、Yasuo Yoshikuni、Paul D. Adams 和 Stephen G. Withers，2022 年 3 月 16 日，ACS 中心科学。
DOI: 10.1021/acscentsci.1c01570
作者感谢加拿大自然科学和工程研究委员会、加拿大卫生研究所、美国能源部、霍华德休斯医学研究所和美国国立卫生研究院的资助和支持。