培养基组分对水稻源Globotriose 合成酶异源表达的影响

亓 鑫，陶 璐，张芬淑，李拖平，李苏红

（沈阳农业大学 食品学院，沈阳110161)

Globotriose(Galα1-4Galβ1-4Glc)是一种具有特殊医疗用途的天然α-型低聚半乳糖，经研究发现它是SSEA4(Siaα2-3Galβ1-3GalNACβ1-3Galα1-4 Galβ1-4GlcCer)、SSEA3(Galβ1-3GalNACβ1-3Galα1-4Galβ1-4GlcCer)、GloboH(Fucα1-2GalNAcβ1-3Galα1-4Galβ1-4GlcCer) 等糖抗原的核心三糖结构， 同时也是中性鞘糖脂(globotriosylceramide,Gb3)的特异性识别域。该糖在预防治疗肿瘤、艾滋病以及抑制志贺氏毒素等方面有着显著效果，其合成与利用成为学术界研究热点之一[1-5]。 Globotriose 在自然界中以Globotriose-神经酰胺的形式存在，无法从天然产物中直接提取，难以大量合成制备，导致其价格极为昂贵，其合成方式以化学合成为主，经过加保护、脱保护、分离同分异构体等操作，过程繁琐，且易有化学残留污染。 酶法合成以其专一、高效、绿色等优点渐成主流[6-7]。 α-半乳糖苷酶（α-Galactosidase,α-Gal,EC3．2．1．22）属外切糖苷酶，能够专一性地催化半乳寡糖、半乳聚糖及含α-半乳糖苷的糖蛋白和糖脂质中α-半乳糖苷键的水解。 一些α-半乳糖苷酶在高底物浓度的条件下，还具有α-半乳糖苷转移酶活性。根据氨基酸序列的同源性，在Carbohydrate Active Enzymes Database 数据库中该酶分属于糖水解酶家族（glycoside hydrolase family,GH）的4，27，36，57，97，110[8-11]。 Globotriose 的酶法合成现有的途径正是利用GH27 族、GH36 族中具有转糖基作用的α-半乳糖苷酶，以UDP-半乳糖、2-脱氢半乳糖、4-脱氢半乳糖、6-脱氢半乳糖、对-硝基苯-α-D-吡喃半乳糖苷中的一种或几种为糖基供体，以乳糖为受体合成三糖，仍存在合成步骤多、底物成分复杂、合成效率低等瓶颈问题[12-13]。 课题组在前期研究中发现，一种水稻源GH36 族α-半乳糖苷酶具有特殊的转糖基能力，能够以肌醇半乳糖（galactinol）为供体，乳糖为受体一步合成Globotriose， 故将其命名为Globotriose 合成酶(Globotriose Synthase, GS)[14]。……