Discovery of novel carbohydrate-active enzymes through the rational exploration of the protein sequences space

利用理性检索蛋白序列的方式挖掘新型的碳水化合物活性酶

来源：PNAS

IF：9.58

摘要：随着后基因组时代的发展，过去二十年中人们利用基因组学或宏基因组学的方法获得了大量的核酸和蛋白的序列信息。但是在这些序列信息中，只有一小部分得到了有效的利用，大多数基因的功能仍然未知或者需要通过序列相似性进行初步的预测。在所有类别的蛋白中，碳水化合物活性酶(CAZymes)的数量日益增长，但是目前的工作表明它们并没有得到系统且完善的鉴定和分类。在本文中，作者利用CAZy数据库，选择了564条蛋白序列利用大肠杆菌表达系统进行了异源表达。这些蛋白的选择主要基于以下3点：首先，作者选择了目前没有任何生化性质鉴定的碳水化合物活性酶亚家族；其次，作者选择与已得到性质鉴定的碳水化合物活性酶具有较远亲缘关系的序列；最后，选择了与已知性质的碳水化合物活性酶具有很低序列相似性的蛋白。通过对这564个蛋白进行广泛的底物筛选，作者发现了13个新的CAZyme家族、3个先前未发现的碳水化合物酶的底物降解功能，同时给25个亚家族的蛋白确定了功能。作者的研究不仅为糖苷水解酶家族的系统性研究提供了良好的基础，同时为我们挖掘新酶提供了新的思路。