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| 天津工业生物所在构建植物UDP-糖基转移酶数据库方面取得新进展 |
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发布时间：2023-02-18 供稿部门：新酶设计与酵母基因组工程研究组 |
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糖基化作为生命体最重要的后修饰作用之一，可以极大提高糖基底物的生物活性，广泛应用于新药研发、分子识别、细胞定位、增强抗逆性等方面。植物UDP-糖基转移酶（UGT）是催化植物天然产物糖基化修饰的关键酶，能够赋予植物天然产物独特的生理活性，以及重要的药用价值。然而，目前相关数据库收录的UGT序列尚未满足日益增长的科研与应用需求，对UGT的功能性鉴定和底物识别机制研究也只是冰山一角。近日，中国科学院天津工业生物技术研究所江会锋研究员带领的新酶设计与酵母基因组工程团队与生物设计中心平台实验室合作，搭建了迄今为止最全面的植物UDP-糖基转移酶数据库，并开发了集数据检索、结构预测、虚拟筛选以及供体预测于一体的植物UGT数据库网站云平台（https://pugtdb.biodesign.ac.cn）。首先，研究人员通过开发新注释方法（GMind），完成2858个植物中超过28万条UGT的注释；其次，针对植物UGT高度底物受体和糖基供体多样性导致发掘效率低的问题，研究人员对已鉴定功能植物UGT进行大规模建模、对接以及结构分析，阐明了催化口袋与识别底物体积的强正相关性（R2 > 0.5），以及通过区域化氢键相互作用进行糖基供体识别的分子机制；最后，研究人员开发了植物UGT虚拟筛选与供体预测工具，该工具能够将功能UGT挖掘的筛选范围从数百个降到10个以内，糖基供体的预测精度高达89.6%。本研究不仅拓宽了植物UGT的序列库，还解决了UGT功能基因挖掘耗时耗力的问题，对于糖基化修饰和新药开发等相关领域的研究提供了重要参考。研究得到了国家重点研发计划以及中国博士后科学基金的支持，相关成果发表于Molecular Plant期刊，中国科学院生命科学学院（华大专项）在读博士生刘宇倩，天津工业生物所博士后王千和刘晓楠为论文共同第一作者，天津工业生物所江会锋研究员、程健副研究员和廖小平副研究员为共同通讯作者。 |
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