来自 A. membranaceus 的高效糖基转移酶能够实现生物活性紫檀糖苷的生物合成

研究小组从黄芪中发现了两种高效的糖基转移酶，AmGT28 和 AmGT44，这两种酶能将紫云英碱转化为紫云英碱 3-O-葡萄糖苷，并且对紫云英类化合物表现出比异黄酮类化合物更高的选择性。

这些酶可实现糖苷的生物合成，并已用于转化率高的全细胞生物催化系统。这一发现为生产具有生物活性的紫檀糖苷提供了宝贵的催化工具，紫檀糖苷在制药和生物技术领域具有潜在的应用价值。

黄芪根来源于黄芪，因含有丰富的生物活性紫檀苷而被广泛应用于草药和膳食补充剂。

由 UDP-糖基转移酶 (GT) 介导的糖基化是这些化合物生物合成的关键。虽然黄酮类糖基转移酶已得到充分研究，但紫檀烷类化合物的特定糖基转移酶仍知之甚少，现有的糖基转移酶选择性和转化率较低。

2024 年 6 月 5 日发表在《药用植物生物学》上的一项研究旨在通过鉴定两种有效的紫檀烷 GT，AmGT28 和 AmGT44，并建立紫檀烷糖基化的全细胞催化系统来解决这一空白。

研究小组对来自膜曲霉的两种糖基转移酶AmGT28和AmGT44进行了分子克隆和功能表征。

经LC/MS分析证实，纯化的AmGT28和AmGT44重组蛋白在催化美迪卡宾转化为美迪卡宾3-O-葡萄糖苷时转化率几乎达到100%。

此外，为了评估底物混杂性，测试了黄芪根及其衍生物中的各种糖苷配基。两种酶对紫檀烷和异黄酮的转化率都很高，并鉴定出一种新产品 7-O-葡萄糖苷 5a。

与 AmGT28 相比，AmGT44 对特定底物的转化率更高，这受底物结合模式的影响。还评估了糖供体偏好，结果显示 AmGT44 可以使用 UDP-Glc、UDP-Xyl 和 UDP-GlcNAc，而 AmGT28 的多功能性有限。

此外，还建立了AmGT44的最佳反应条件，揭示了对紫檀烷的偏好，并开发了全细胞生物催化系统以简化酶的使用，从而实现了紫檀烷的高转化率，尤其是AmGT44，在扩大反应中转化率高达100%，滴度达到78.66 μg/mL。

然而，一些极性化合物的转化率较低表明需要进一步优化。

该研究高级研究员薛桥表示：“这项研究为紫檀苷的生物合成提供了高效的催化工具。”

总之，该研究从 A. membranaceus 中鉴定了两种糖基转移酶 AmGT28 和 AmGT44，发现它们能够有效催化紫檀木素转化为紫檀木素 3-O-葡萄糖苷，并且优先催化紫檀木素类化合物而不是异黄酮类化合物。

建立了全细胞生物催化系统，实现了高达100%的转化率和高滴度。

这项研究的成果为生物合成具有生物活性的紫檀糖苷提供了宝贵的工具，在制药和生物技术领域具有潜在的应用前景。未来的工作可以优化和扩展这些系统，以实现工业规模生产。