柑橘溃疡病菌纤维素酶的信息学和三种内切葡聚糖苷酶的作用方式分析

摘要：【目的】研究柑橘溃疡病菌(Xac)纤维素酶的结构功能特点及其可能的作用机制。【方法】通过生物信息学分析,获得Xac纤维素酶的等电点、分子质量、信号肽、结构域和功能等特点。选取其中的Xaccel1、Xaccel3及Xaccel5基因进行克隆和表达,并对重组蛋白进行酶学分析。【结果】Xac纤维素酶共有22个蛋白,分成11组;Xac纤维素酶多在350aa左右,63.6%具有信号肽;具有GH5、GH8、GH9及GH12 4个糖基水解酶家族模块,具有GH5模块的纤维素酶占Xac纤维素酶的54.5%。此外,Xac的纤维素酶还具有CMB2、Cel D_N、TAT等功能模块。与Xanthomonas属其他纤维素酶比对发现,Xac纤维素酶在整个Xanthomonas属均有同源蛋白,与X. campestris pv.vesicatoria (Xcv)的纤维素酶同源性最高,所具有的功能性结构域的种类和个数比较接近。重组蛋白Xaccel1和Xaccel3为内切葡聚糖苷酶,它们的主要的作用方式为随机地断裂各底物的β-1,4糖苷键,对相应的糖进行降解。Xaccel5也具有内切葡聚糖苷酶活性,仅能作用于底物的还原末端的β-1,4糖苷键。3个纤维素酶具体的作用机制还需进一步的试验证明。【结论】Xac纤维素酶中Xaccel1(具有GH12)可以利用多种糖类,与Xaccel3(GH5/CBM2)均为内切葡聚糖苷酶,主要的作用方式为随机地断裂各底物的β-1,4糖苷键,对相应的糖进行降解。Xaccel5(GH5)也具有内切葡聚糖苷酶活性,仅能作用于底物的还原末端的β-1,4糖苷键。