近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所飼用酶工程創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在抗生素替代品的開(kāi)發(fā)方面取得新的重要進(jìn)展，研究揭示了雙功能果膠酶以分子內(nèi)協(xié)同相互作用的方式高效降解果膠多糖的分子機(jī)制，并成功應(yīng)用于指導(dǎo)生產(chǎn)具有抗菌活性的甲酯化果膠寡糖。相關(guān)研究成果發(fā)表在《清潔生產(chǎn)雜志（Journal of Cleaner Production）》（IF=9.297）。

 

　　在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)規(guī)?；?、集約化及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展過(guò)程中，農(nóng)產(chǎn)品供給數(shù)量不斷增加，產(chǎn)品種類不斷豐富，以水果加工副產(chǎn)物（如水果渣）為代表的農(nóng)業(yè)廢棄物排放量也呈現(xiàn)出快速增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。將蘋(píng)果渣、紅薯渣、橘皮、柚子皮、籽瓜皮等富含果膠類物質(zhì)的食品加工副產(chǎn)物合理利用、變廢為寶，意義深遠(yuǎn)。

 

　　為了保證果膠水解物的特異性，該研究采用結(jié)構(gòu)生物學(xué)手段首先確定了雙結(jié)構(gòu)域雙功能果膠甲酯酶/多聚半乳糖醛酸酶的催化機(jī)理，闡明了兩個(gè)結(jié)構(gòu)域通過(guò)linker區(qū)連接以分子內(nèi)協(xié)同相互作用的方式提高果膠底物水解效率的分子機(jī)理。甲酯化果膠寡糖作為主要的水解產(chǎn)物，對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌和革蘭氏陰性菌均具有明顯的抗菌活性，最小抑菌濃度范圍為0.5-0.8毫克/毫升。利用上述機(jī)理實(shí)現(xiàn)了抗生素替代品甲酯化果膠寡糖的高效生產(chǎn)。該研究為基于linker區(qū)的酶蛋白理性設(shè)計(jì)方法提供了一種全新視角，也為農(nóng)業(yè)廢棄物資源再利用提供了重要工具。

 

　　牧醫(yī)所碩士研究生王勝和丁孫家為文章并列第一作者，黃火清研究員和涂濤副研究員為文章通訊作者。該研究得到北京市自然科學(xué)基金、國(guó)家自然科學(xué)基金、動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和國(guó)家肉雞產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系等項(xiàng)目的資助。

 

　　原文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0959652621042761