探討酵母菌中 EXG1 轉醣合成昆布寡醣

Abstract

"轉醣是醣基水解酶 (glycosyl hydrolase, GH) 的功能之一，它可以透過將醣基從受質供體 (substrate donor) 轉移到目標受體 (acceptor donor) 來形成新的醣苷鍵。用此方式可以合成複雜或新型的寡醣，也可能是滿足當今市場對功能性寡醣的高度需求的一種替代生產方法。先前研究發現酵母菌 Saccharomyces cerevisiae中的 EXG1蛋白 (ScEXG1) 具有轉醣而合成昆布寡醣的能力。但對於ScEXG1產生的寡醣結構組成或產量相關資訊仍有許多未知。因此，我們將進一步的了解在不同反應時間、受質濃度、酵素濃度條件下，ScEXG1 in vitro合成昆布寡醣的能力，以及其產物的結構表徵。在我們的研究中以Laminaribiose為受質，利用ScEXG1 新合成了三種不同的寡糖 (DP3、DP4-1、DP4-2)，其中最主要的寡醣 DP3鑑定為β-Glc-(1 → 6)-β-Glc-(1→ 3)-β-Glc。另外，當使用不同的酵素濃度時，原始受質和新合成的寡醣水解成葡萄糖的速率會有所不同。在固定的酵素濃度下，所有測試的Laminaribiose受質濃度 (4.38 – 32.85 mM) 都可以合成 DP3、DP4-1 和 DP4-2。但在 4.38 mM, 75 min 和 21.9 mM, 180 min下，分別合成了最低 (12.24 ± 0.18 µg/mL, p < 0.05) 和最高 (136.55 ± 5.21 µg/mL, p < 0.05) 的DP3。DP4-1 和 DP4-2 的含量均低於定量極限。為了提高ScEXG1合成能力仍需要進一步研究如何降低 ScEXG1 的水解活性，同時提高合成能力，以便能夠充分利用其酵素進行大規模寡醣合成。"