糖苷酶

术语"糖苷酶"是指一类被设计为催化形成糖苷键的蛋白质。糖苷酶来源于糖苷酶，它催化糖苷键的水解。传统上，它们是通过将活性部位的亲核氨基酸（通常是天门冬氨酸或谷氨酸）突变为一个小的非亲核氨基酸（通常是丙氨酸或甘氨酸）而从保留的糖苷酶中形成。更现代的方法是利用定向进化来筛选能增强糖合酶活性的氨基酸替换。

两个发现导致了糖合酶的发展。xxx个发现是将糖苷酶的活性位点亲核物从羧酸盐改为另一个氨基酸，导致一个正确折叠的蛋白质没有水解酶的活性。第二个发现是一些糖苷酶能够催化水解具有不正确异构构型的糖基氟化物。这些酶经过反糖化反应，形成二糖，然后成为水解酶活性的底物。xxx个报道的糖合酶是农杆菌β-葡萄糖苷酶/半乳糖苷酶的一个突变体，其中亲核因子谷氨酸358通过位点定向诱变被突变为丙氨酸。当与α-糖基氟化物和受体糖孵化时，发现它能催化反糖化反应而不发生任何水解。这种糖合成酶被用来合成一系列的二糖和三糖产品，产量在64%和92%之间。

糖合成酶的机理与保留糖苷酶的水解反应相似，只是没有形成共价酶的中间体。将活性部位的亲核物突变为非亲核氨基酸可以阻止共价中间体的形成。需要一个具有良好的异构离去基团（通常是一个氟）的活化糖基供体。在酶的活性部位的一般碱基氨基酸的帮助下，离开基团被接受糖的醇所取代。

xxx个糖合酶是一种保留外糖苷酶，催化葡萄糖和半乳糖的β1-4连接糖苷的形成。此后，糖合酶被扩展到包括内糖苷酶的突变体，以及倒糖苷酶的突变体。糖合酶的底物包括葡萄糖、半乳糖、甘露糖、木糖和葡萄糖醛酸。现代制备糖合酶的方法使用定向进化来引入修饰，从而改善酶的功能。这一过程是由于高通量筛选糖合酶活性的发展而实现的。

糖化酶在制备低聚糖方面很有用，但是，它们的使用有一定的局限性。首先，糖合成酶只能用于合成有已知糖苷酶的糖苷连接物。其次，糖苷酶反应的产物往往是糖苷酶更好的底物，而不是起始材料，从而形成不同长度的多个产物。最后，糖苷酶对供体糖具有特异性，但对受体糖往往具有松散的特异性。这可能导致不同的区域选择性，这取决于接受者，从而产生具有不同糖苷连接的产物。一个例子是农杆菌的β-葡萄糖苷酶，它以葡萄糖为接受体形成β1-4糖苷，但以木糖为接受体形成β1-3糖苷。