近日,中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所飼用酶工程創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在抗生素替代品的開(kāi)發(fā)方面取得新進(jìn)展,研究揭示了雙功能果膠酶以分子內(nèi)協(xié)同相互作用的方式高效降解果膠多糖的分子機(jī)制,并成功應(yīng)用于指導(dǎo)生產(chǎn)具有抗菌活性的甲酯化果膠寡糖。相關(guān)研究成果發(fā)表在《清潔生產(chǎn)雜志(Journal of Cleaner Production)》。
我國(guó)是水果生產(chǎn)大國(guó),果品種類(lèi)豐富。近年來(lái),水果加工業(yè)也得到了快速發(fā)展,以水果加工副產(chǎn)物(如水果渣)為代表的農(nóng)業(yè)廢棄物排放量呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。將蘋(píng)果渣、紅薯渣、橘皮、柚子皮、籽瓜皮等富含果膠類(lèi)物質(zhì)的食品加工副產(chǎn)物合理利用、變廢為寶,意義深遠(yuǎn)。
為了保證果膠水解物的特異性,研究人員采用結(jié)構(gòu)生物學(xué)手段首先確定了雙結(jié)構(gòu)域雙功能果膠甲酯酶與多聚半乳糖醛酸酶的催化機(jī)理,闡明了兩個(gè)結(jié)構(gòu)域通過(guò)linker區(qū)連接,以分子內(nèi)協(xié)同相互作用的方式提高果膠底物水解效率的分子機(jī)理。研究表明,甲酯化果膠寡糖作為主要的水解產(chǎn)物,對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌和革蘭氏陰性菌均具有明顯的抗菌活性,最小抑菌濃度范圍為0.5-0.8毫克/毫升。該研究為實(shí)現(xiàn)抗生素替代品甲酯化果膠寡糖的高效生產(chǎn)提供了理論指導(dǎo),也為農(nóng)業(yè)廢棄物資源再利用開(kāi)辟了新路徑。
該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金、北京市自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助。(通訊員 付松川)
原文鏈接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0959652621042761