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　葡糖基转移酶的分子结构及功能研      

发表时间：2007-1-7 20:28:00

更多保健方面的文章请到中国保健网>>     摘　要　葡糖基转移酶是变形链球菌（简称变链）的主要链龋因子之一。本文介绍了近年来对葡糖基转移酶分子结构及功能的研究成果。 　　关键词：变形链球菌　葡糖基转移酶　分子结构 　　龋病是一种牙体硬组织的细菌感染性疾病，变链是公认的主要致龋菌。在对变链致龋机制的研究中，人们逐渐将注意力集中到其产生的葡糖基转移酶上来。 　　1　葡糖基转移酶（glucosyltransferase,gtfs）的种类和作用 　　通过大量研究，已知变链合成3种gtfs:gtfb(gtf-ⅰ，162 kd)和gtfc(gtf-si,149 kd)，不依赖外源性葡聚糖前体引物，前者合成以α-1，3糖苷键为主的水不溶性葡聚糖。后者合成含α-1，3糖苷键的水不溶性葡聚糖和低分子量水溶性葡聚糖；gtfd(gtf-s,155 kd)则依赖引物，合成α-1，6水溶性葡聚糖。 　　关于3种gtfs在变链致龋过程中所起的作用，目前仍有争议。一些体外实验表明，对于细菌粘附，gtfb和gtfc显得尢为重要。 tsumori等[1]认为编码gtf-si的gtfc基因在变链对光滑面的蔗糖依赖性粘附中是最重要的，但近期的动物模型研究又得出新的结论：变链要获得最大限度的致龋力，则3种gtfs缺一不可。同时，3种gtfs的存在方式有所不同：gtf-ⅰ主要以结合细胞的形式存在于细胞表面，称为细胞结合型（cell-associated）gtf；gtf-s则游离于培养基的上清液中，称非细胞结合型（cell-free）gtf或游离型gtf；gtf-si的定位尚不清。gtfs的不同存在方式可能对其性质有影响。已有研究表明吸附在唾液包被的羟磷灰石（sha）表面的gtf和溶液中的gtf存在许多性质差异[2]，如热稳定性、活性及活性的ph依赖性、对抑制剂的敏感性等。steinberg等[3]进一步研究发现吸附在sha表面的gtfs合成葡聚糖具有始发效应，即葡聚糖产量可在孵育的前15 min显著增高，而在此后6 h内，葡聚糖量不再增加。相反，溶液中葡聚糖的合成量随时间推移呈线性增加，无始发效应。推测吸附在sha表面的gtfs迅速合成葡聚糖的能力可能在细菌对牙面的定植中起作用，同时也可影响酸、菌斑抑制剂等物质对获得性膜和菌斑的穿透作用。另外的研究还表明，即使是同种gtf，当其存在方式不同时，其产物的结构发生变化。kopec等[4]报道，溶液中gtfc合成的葡聚糖主要含α-1，6葡萄糖苷键，而同种酶吸附在sha表面时形成的葡聚却主要含α-1，3葡萄糖苷键。并且用葡聚糖变构水解酶（glucanohydrolases mutanase）和右旋糖苷酶（dextranase）消化不同部位gtfs形成的葡聚糖，发现其敏感性不同，且可溶性终产物也有所不同。这一结果对研究生物膜的自然起源具有重要意义。 　　2　gtfs结构与功能分析 　　gtfs在分子结构上可大致分为两个结构区：羧基端约2/3肽段葡聚糖结合区（glucanbinding domain,gbd）；氨基端1/3肽段蔗糖结合区（sucrose-binding domainm,sbd）；gbd和sbd分别负责蔗糖水解和葡聚糖合成。此外在整个分子前端还有个信号肽区。 　　2.1　分泌信号肽 　　所有gtfs都有一个共同特点，即在n端拥有一个约30个氨基酸残基的信号肽序列，这也与所有分泌性蛋白相类似，可能作为蛋白分子跨膜转运的一个信号序列[5]。 　　2.2　gbd结构 　　gtfs的羧基端由一系列重复单位（directrepeating units,urus）构成，这些重复序列具有一定的种属特异性，与相关的变链葡聚糖结合蛋白（glucan-binding protein,gbp）、梭状芽孢菌属clostridium difficile毒素，肺炎链球菌溶素（lysins）的多糖结合区都有同源性[6-7]。drus是由一个或多个芳香族氨基酸残基（通常为酪氨酸，y）及甘氨酸（g）构成的[g...yy...g]反复，二者间一般相距3～4个氨基酸[8]。研究表明并非所有urds都是实现功能所必需的，针对变链gtfd的5个由65个氨基酸残基构成的drus[9]研究发现，只要有4个durs即可表现出有效的多糖结合能力。同时也发现在这些drus上游有一段非特异的氨基酸序列对糖结合有重要意义，某一缺少些序列的突变株仅表现出对多糖极弱的结合能力。对s.gordonii的研究也证明了羧基端drus的这些特性本新闻共3页,当前在第1页123 责任编辑：姚红祥

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