基于分子对接和定点突变的红花糖基转移酶催化机理研究

作     者：奚子晴 韩馨雨 任超翔 陈江 裴瑾 XI Zi-qing;HAN Xin-yu;REN Chao-xiang;CHEN Jiang;PEI Jin

作者机构：成都中医药大学药学院四川成都611137 西南特色中药资源国家重点实验室成都中医药大学四川成都611137 

出 版 物：《中药与临床》 (Pharmacy and Clinics of Chinese Materia Medica)

年 卷 期：2024年第15卷第1期

页      面：1-8,14页

学科分类：1008[医学-中药学(可授医学、理学学位)] 1006[医学-中西医结合] 100602[医学-中西医结合临床] 10[医学] 

基　　金：国家自然科学基金(No.82274039和U19A2010) 四川省科技厅(No.2021YFYZ0012-5,2020YFN0152) 四川省自然科学基金(No.2023NSFSC1770) 国家中医药管理局(No.ZYCXTD-D-202209) 成都中医药大学“杏林学者”学科人才科研提升计划(No.BSH2023014) 

主　　题：红花 糖基转移酶 分子对接 定点突变 催化机理 

摘      要：目的:基于分子对接和定点突变制备蛋白突变体,用UPLC-Q-Exactive Orbitrap/MS分析酶产物变化,推测红花糖基转移酶CtUGT12的催化机理。方法:本研究发现了一种对木犀草素具有较高催化活性的红花类黄酮糖基转移酶CtUGT12。通过AlphaFold预测CtUGT12蛋白结构,用Autodock软件将CtUGT12分别与木犀草素以及尿苷二磷酸葡萄糖二钠盐进行分子对接,寻找到酶反应的关键活性位点进行定点突变。用蛋白突变体进行体外酶反应实验,通过高分辨质谱仪进行检测,推测CtUGT12催化机理。结果:本研究根据分子对接结果成功筛选了5个活性位点,设计并制备了8个CtUGT12蛋白突变体。利用突变蛋白进行体外酶反应实验并进行检测,质谱分析结果显示,CtUGT12可以催化木犀草素生成2个单-O-葡萄糖苷和2个二-O-葡萄糖苷。I127V、I127M、I443G、I443A、D444E活性差异不明显,F147S活性明显增强。E328R和E328M这2个突变体活性降低,但均生成了1个新的单-O-葡萄糖苷和1个新的双-O-葡萄糖苷,并且主产物发生了变化。结论:残基GLU328的突变能使CtUGT12的活性和产物组成发生明显改变,说明残基GLU328可能为CtUGT12参与木犀草素糖基化反应的关键活性位点。