放线菌天然产物糖基化改造研究进展

放线菌可以产生结构多样的天然产物, 其中包括很多重要的抗菌和抗肿瘤药物。糖基化修饰在天然产物中广泛存在, 糖基侧链的变化往往会影响天然产物的生物活性。本文综述了放线菌来源天然产物糖基化改造的研究进展。糖基侧链改造的方法主要分为体内基因工程和体外酶学法。运用这两种方法已经成功对多种天然产物进行了糖基侧链改造, 获得了大量带有新糖基修饰的天然产物, 其中有些生物活性得以提高。天然产物糖基侧链改造为新药开发提供了一个重要的途径。     

微生物合成黄酮糖苷类天然产物研究进展

黄酮糖苷类天然产物是植物中黄酮类化合物的主要存在形式,通过糖基化修饰,可以改变其水溶性、稳定性等,赋予其新的生物活性和功能。黄酮类化合物的糖基化修饰通常由植物源或微生物源的糖基转移酶催化,根据糖基的位置、类型和数量的不同,可形成多种类型的黄酮糖苷类产物。随着合成生物学和代谢工程的快速发展,在微生物中合成植物源黄酮糖苷类天然产物取得了重要进展。综述了糖基转移酶的聚类分析及糖基供体的途径改造,并对代谢工程优化黄酮糖苷类天然产物的微生物合成进行了分析讨论,并对其发展前景进行了展望。     

天然产物的糖基化及糖基侧链改造

抗生素和抗癌药物等多种天然产物的活性都依赖于其糖基侧链,糖基侧链结构的变化对母体化合物的生物活性、底物适应性及药理学性质具有重要影响。糖基侧链结构变化多端,修饰、改变天然产物的糖基侧链已成为获得临床候选药物的重要方法。利用化学法和酶法,研究者创造了多种改造天然产物糖基化的方法。详细介绍了天然产物的糖基化过程,并从组合生物学、糖基转移酶改造、糖类随机化及新型糖类随机化和糖基转移酶可逆性四方面阐述了糖基侧链的改造方法。     

植物糖基转移酶的结构与机理及糖基化工程的研究进展

糖基转移酶(glycosyltransferases, GTs)广泛存在于各种有机体中,通过糖基化反应参与维持细胞代谢稳态.糖基转移酶能够识别多种受体,催化活化的糖基从供体分子转移到受体分子上,改变受体分子的化学稳定性、水溶性以及受体分子的转运能力和生物活性等,进而有助于提高其生物利用度和生物活性等.许多被糖基化修饰的化合物成为药物分子的重要来源.然而,天然产物中的糖苷类化合物存在含量低、提取难度大和提取产物纯度差等问题.在利用化学合成方法合成糖苷类化合物的过程中,无法实现特定位点的糖基化修饰,同时原料试剂和副产物易对环境造成污染.因此,近年来对糖基转移酶的研究日渐增多.本文简要综述了植物糖基转移酶的结构和生物技术应用的研究进展,为基于植物糖基转移酶结构的糖基化工程和生物活性糖苷化合物的生产提供有用信息.     

植物中甾醇糖基转移酶的研究进展

甾醇(sterol)是植物细胞膜结构和天然植物激素的重要组成成分。甾醇糖基转移酶(sterol glycosyltransferases,SGTs)作为糖基转移酶一号家族(GT family 1)较为保守的一支,是一类参与甾醇下游修饰的酶,具有调控植物初期生长发育、信号转导、次生代谢产物合成以及响应生物、非生物胁迫等生物学功能。本文主要综述了SGTs在植物生长调控、生物合成、早期发育研究的进展,最后讨论了甾醇糖基转移酶在工业生产药用活性分子方面的前景和主要限制,旨在为更深入开展甾醇糖基转移酶的研究和应用提供参考。     

天然产物糖基转移酶的分类、进化及底物预测研究进展

糖基化是一种十分重要且独特的天然产物结构修饰方式,该修饰由天然产物糖基转移酶(natural product glycosyltransferases, NP-GTs)催化完成,可以改变底物的理化性质或生物学活性。本文首先从结构、催化机制与糖基化位点的角度总结了NP-GTs的分类;其次,从生物来源和底物类别两个角度分析了NPGTs的进化关系;介绍了NP-GTs底物预测的三种常用策略;最后,展望了NP-GTs的研究趋势,为开展基于糖基化修饰的先导化合物优化、蛋白质设计、合成生物学等研究提供参考。     

植物源UDP-糖基转移酶及其分子改造*

糖基化能够增加化合物的结构多样性,有效改善水溶性、药理活性和生物利用度,对植物天然产物的药物开发至关重要。UDP-糖基转移酶(UGTs)能够催化糖基从活化的核苷酸糖供体转移到受体形成糖苷键,植物中天然产物的糖基化修饰主要通过UGTs实现。但是大多数天然UGTs的催化活性、稳定性和底物特异性较低,难以满足工业用酶的要求,限制了它们的工业化应用。近年来,通过分子改造技术改进天然UGTs的催化特性取得了突破性的研究进展。为此,概述了植物源UGTs的挖掘与表征、三维结构和催化机制,归纳了UGTs分子改造的思路和方法,包括理性设计和定向进化,重点介绍了结构域替换、序列保守分析和结构分析与定点突变的结合,总结了定向进化中的高通量筛选方法,为植物天然产物酶法糖基化的工业应用提供了参考和借鉴。     

植物糖基转移酶及其在代谢工程中的应用

糖基转移酶催化植物次生代谢物合成,在植物的生长发育过程以及代谢工程应用方面起着重要作用。该文介绍糖基转移酶的基本特性,总结近年来研究植物糖基转移酶基因的克隆与功能分析的方法,详细阐述了微生物中3个C-糖基转移酶基因（UrdGT2、gilGT和iroA）的克隆和功能研究,概括糖基转移酶在代谢工程的研究进展,并展望今后的研究趋势,为植物C-糖基转移酶的生物学功能研究和代谢应用方面提供有益帮助。     

观赏植物UDP-糖基转移酶研究进展

糖基化修饰在植物的生长发育中扮演着至关重要的角色。糖基转移酶是催化糖苷化产物合成的核心酶,其中,主要以UDP-糖为糖基供体的UGT家族,能够催化次生代谢中的小分子化合物,在调节各种植物次生代谢物的溶解度、稳定性和生物活性等方面具有重要作用,并与植物品质性状、非生物胁迫和生物胁迫的响应等紧密相关,近年来成为备受关注的研究热点。本文对植物中UDP-糖基转移酶进行了全面的综述,涵盖了其结构特点、催化特性、反应类型、功能分类和命名方式等方面。此外,文中还总结了目前观赏植物中UDP-糖基转移酶对激素、萜类化合物和类黄酮化合物等的修饰情况,这些修饰过程进而影响植物的花色、叶色、株型、叶形、挥发性化合物的储存、植物对生物与非生物胁迫的抗性,以及功能性化合物成分的合成等多个方面。通过相关工作文献的回顾与总结,有助于进一步认知糖基转移酶在观赏植物代谢调控中的作用,也为今后的观赏植物种质改良创新和功能性成分的研发提供参考。     

植物UDP-糖基转移酶分类、功能以及进化

糖基转移酶(glycosyltransferases,GT;EC 2.4.x.y)是一个多成员的基因家族,根据其底物特异性和催化特异性被分为99个不同的家族。糖基化反应是由GT催化的一些糖类或非糖类生物分子附加糖基形成共价结合的过程。家族1糖基转移酶一般以尿苷二磷酸-糖(UDP-糖)作为糖基供体,催化糖分子转移到受体分子上,从而调节受体分子生物活性,水溶性和稳定性等。在调节植物激素平衡、内外源物质的解毒以及防御反应和次生代谢产物的修饰方面发挥着重要作用。本综述对UDP-糖基转移酶的分类、命名、功能以及进化进行综述,以期为糖基转移酶相关研究提供一定参考。