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非解朊栖热菌HG102耐热β-糖苷酶Tn-gly为(β/a)8桶状结构,具有水解功能和转糖苷功能的耐热单体酶。该酶可作为一个很好的模型来研究糖苷酶的反应机制,底物特异性和耐热的分子基础。根据对该酶的晶体结构解析和同家族酶的结构比较,推测Glu164和Glu338分别是质子供体和亲核基团两个活性位点;在a-螺旋N端第一位的脯氨酸和蛋白质外周的精氨酸是耐热机制的关键位点和关键氨基酸残基。本论文为了鉴定这些氨基酸残基的功能,通过基因定点突变的方法分别把Glu164、Glu338、Pro316、Pro356、Pro344和Arg325置换成Gln、Ala、Gly、Ala、Phe和Leu,同时还对Pro316和Pro356进行了双置换。各个突变基因均得到表达,突变酶经过纯化得到电泳纯;用CD光谱进行了野生酶和突变酶的结构比较。通过突变酶的酶功能和酶学性质分析,结果表明Glu164和Glu338分别β-糖苷酶Tn-gly水解反应时地质子供体和亲核基团,亲核基团的突变酶Tn-glyE338A可以合成混合型糖苷键寡糖类似物;脯氨酸的刚性结构在a-螺旋N端第一位和精氨酸在蛋白质外周形成离子键是耐热机制的关键位点和关键氨基酸残基。 另外,通过同家族酶与自然底物、合成底物或抑制剂共结晶的结构分析和同源性比对,初步推测非解朊栖热菌HG102耐热β-糖苷酶的Gln18和Glu392与酶既有葡萄糖苷酶活性又有半乳糖苷酶活性有关,Asn282和Tyr284与酶的甘露糖苷活性有关,Trp385的疏水吲哚侧连对底物在酶活性中心的稳定性有关。