Роль β-глюкозидазы в метаболизме олигосахаридов у Clostridium thermocellum

Отходы сельского и лесного хозяйства — возобновляемый лигноцеллюлозный ресурс. Продуцирующая целлюлосомы бактерия Clostridium thermocellum — эффективный целлюлозоразрушающий микроорганизм и перспективный компонент для биопереработки лигноцеллюлозы.

Исследователи из Циндаоского института биоэнергетики и биопроцессных технологий (QIBEBT) Китайской академии наук раскрыли значительную роль фермента β-глюкозидазы (BglA) в метаболизме целлобиозы и ламинарибиозы у C. thermocellum. Результаты опубликованы в International Journal of Biological Macromolecules.

Ранее считалось, что C. thermocellum в основном превращает олигосахариды в глюкозу и глюкозо-1-фосфат через фосфоролитический путь, после чего они поступают в гликолитический путь. Гидролитический путь на основе BglA оставался не до конца изученным.

На основе анализа ферментативной активности, нокаута генов и транскриптомного анализа учёные определили ключевую роль BglA в метаболизме как целлодекстринов (содержат β-1,4-гликозидные связи), так и ламинарибиозы (содержит β-1,3-гликозидные связи). Активность BglA на субстрате ламинарибиоза была в 24 раза выше, чем на целлобиозе.

Кроме того, с помощью определения кристаллической структуры и молекулярного докинга была установлена структурная основа специфического гидролиза. Также было раскрыто специфическое перекрёстное регулирование между гидролитическим путём (опосредованным BglA) и фосфоролитическим путём (опосредованным фосфоролитическими ферментами) у C. thermocellum.