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分枝杆菌合成一种不寻常的聚糖——D-阿拉伯聚糖，它是细胞壁糖缀合物阿拉伯半乳聚糖（AG）和脂阿拉伯甘露聚糖（LAM）的主要组成成分。我们此前鉴定出拟杆菌门（Bacteroidota）成员 Dysgonomonas gadei 具有通过内切和外切酶协同作用完全降解 D-阿拉伯聚糖的能力。其中包括三种糖苷水解酶家族172（GH172）酶，它们对 AG 和 LAM 具有外切型 alpha-D-阿拉伯呋喃糖苷酶活性，但其键连接特异性尚不清楚。在本研究中，我们利用明确界定的合成底物表明，这三种酶具有不同的键连接偏好性。我们还开发了 alpha-D-阿拉伯呋喃糖基 cyclophellitol 氮杂环丙啶，作为 GH172 酶的共价抑制剂和基于活性的探针。X 射线晶体学和冷冻电镜揭示了这三种同源酶之间显著不同的四级组装形式；同时，一个分辨率为 1.5 Å 的冷冻电镜结构显示，十二聚体 Dg67 被一种氮杂环丙啶抑制剂共价修饰，该结构鉴定了催化亲核试剂，并为其保留型催化机制提供了直接的结构支持。带有 BODIPY 标记的氮杂环丙啶探针在 D. gadei 细胞裂解液中选择性标记了这三种 GH172 酶。综上，这些发现界定了 GH172 家族内部的功能与结构多样性，并建立了用于在复杂生物样品中分析 alpha-D-阿拉伯呋喃糖苷酶活性的化学探针。
分枝杆菌合成一种不寻常的聚糖——D-阿拉伯聚糖，其作为细胞壁糖缀合物阿拉伯半乳聚糖（AG）和脂阿拉伯甘露聚糖（LAM）的主要组成成分。我们此前鉴定出拟杆菌门（Bacteroidota）成员 Dysgonomonas gadei 具备通过内切型和外切型酶协同作用完全降解 D-阿拉伯聚糖的能力。其中包括三种糖苷水解酶第172家族（GH172）酶，它们对 AG 和 LAM 具有外切型 α-D-阿拉伯呋喃糖苷酶活性，但其连接特异性尚不明确。在本研究中，我们利用明确界定的合成底物表明，这三种酶具有不同的连接偏好。我们还开发了 α-D-阿拉伯呋喃糖基 cyclophellitol 氮丙啶衍生物，作为 GH172 酶的共价抑制剂和基于活性的探针。X射线晶体学和冷冻电镜揭示了这三种同源蛋白之间显著不同的四级组装形式，而一个分辨率为 1.5 Å、被氮丙啶抑制剂共价修饰的十二聚体 Dg67 冷冻电镜结构鉴定了催化亲核体，并为保留型催化机制提供了直接的结构支持。带有 BODIPY 标记的氮丙啶探针可在 D. gadei 细胞裂解液中选择性标记这三种 GH172 酶。综上，这些发现界定了 GH172 家族内部的功能与结构多样性，并建立了用于在复杂生物样品中分析 α-D-阿拉伯呋喃糖苷酶活性的化学探针。
Moynihan 博士和 Lowe 博士是与本稿所述部分酶相关专利申请的共同发明人。Bridges 博士是 Structura Biotechnology Inc. 的员工。其余作者声明不存在竞争性利益。
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📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.13.744632v1?rss=1
🏷️ GH172糖苷水解酶 阿拉伯呋喃糖苷酶 四级结构分化 冷冻电镜 共价抑制剂探针 分枝杆菌细胞壁聚糖