介绍葡糖苷酶

葡萄糖苷酶是糖苷水解酶(EC 3.2.1)中的一大类酶。它的命名是因为它可以水解葡萄糖苷键并释放一个葡萄糖分子。

葡萄糖苷酶来源广泛，几乎存在于所有以碳水化合物为能量来源的细胞结构的生物体内。根据糖活性酶数据库(CAZy)基于蛋白晶体结构同源性和功能相似性的分类，将发现的糖苷水解酶分为133种糖苷。水解酶家庭(gh ~ GH133)。其中葡萄糖苷酶主要分布在糖苷水解酶中家庭如GH1、GH3、GH4、GH5、GH9、GH13、GH17、GH30、GH31、GH63、GH97、GH116和GH122。

分类:
1.按水解方法分类
根据葡萄糖苷酶对低聚糖底物的水解方式不同，可分为外源性葡萄糖苷酶和内源性葡萄糖苷酶。外源性葡萄糖苷酶是指从低聚糖底物的一端(还原端或非还原端)水解的葡萄糖苷酶。内切葡萄糖苷酶是指葡糖苷酶它从低聚糖底物的中间部分水解。

2.根据水解的糖苷键的类型
由于糖苷键分为α型和β型两种类型，相应的葡萄糖苷酶称为α-葡萄糖苷酶和β葡糖苷酶,分别。根据CAZy的具体分类，α-葡萄糖苷酶主要分布在这6种家庭GH4, GH13, GH31, GH63, GH97和GH122。β-葡萄糖苷酶主要分布在7个家庭包括GH1、GH3、GH5、GH9、GH17、GH30和GH116。β-葡萄糖苷酶由两条多肽链组成，这两条多肽链具有手性，意味着这两条多肽链是不对称的，不能重叠。每条链由438个氨基酸组成，这些氨基酸构成了酶的一个亚基，每个亚基包含一个活性位点。活性位点是酶和底物结合并发生酶促反应的位置。活性场地有三个潜在的组成部分:口袋、裂缝和隧道。袋状结构促进单糖如葡萄糖的识别。这些裂缝使糖结合形成多糖。该通道允许酶附着在多糖上，然后释放产物，同时仍然附着在糖上。

3.根据水解前后葡萄糖分子的构型进行分类
根据水解前后葡萄糖基中异位碳的构型是否发生变化的比较，葡萄糖苷酶可分为保留型葡萄糖苷酶和翻转型葡萄糖苷酶。前者不改变水解前后糖基异位碳的构型;而后者则会改变底物异位碳的构型。

葡萄糖苷酶是生物体内碳水化合物代谢途径的重要成员之一。β-葡萄糖苷酶可以参与纤维素的代谢和多种生理生化途径，并α葡糖苷酶直接参与淀粉和糖原的代谢途径。这些酶的功能异常会导致代谢性疾病。同时，这些酶也是各种药物和抑制剂调控人体糖化学代谢的靶标。

葡萄糖苷酶由于其特性，主要用于两个方面:
纤维素的水解和利用:主要涉及各种β-葡萄糖苷酶和纤维素水解相关酶，目的是将不溶性纤维素转化为可溶的、易于使用的小分子寡糖。

功能性低聚糖的合成:主要涉及葡萄糖苷酶的转糖苷酶活性。目的是合成具有转糖苷酶活性的葡萄糖苷酶可作为益生元的功能性低葡聚糖、低麦芽糖-低聚糖、低纤维素-低聚糖等功能糖。