蔗糖酶如何催化蔗糖分解？

蔗糖酶如何催化蔗糖分解？

蔗糖是由一分子吡喃葡萄糖和一分子果糖组成的二糖，其中葡萄糖通过α糖苷键与果糖连接。 虽然糖苷键的一些水解发生在胃酸的酸性环境中，但生物体主要依靠糖基水解酶来水解摄入的碳水化合物。

糖基水解酶 (GH) 是一类负责裂解碳水化合物中糖苷键的酶。 目前在所有生物体中发现的糖基水解酶根据其序列分为167个家族。 一般来说，同一家族内的糖基水解酶所使用的催化机制是相似的。

对于不同的糖基水解酶，根据其催化机制，异头位置糖苷键的构型保留或反转，可分为两大类。 经保留酶催化水解后，原有的α-构型糖苷键变为α-构型羟基，β-构型糖苷键变为β-构型羟基； 经过翻转酶催化水解后，原来的α-构型糖苷键将转化为α-构型羟基。 该键将变为β构型中的羟基，并且β构型中的糖苷键将变为α构型中的羟基。

的水解催化机制通常是一步，经历一个离子状过渡态（如下图所示）。 该反应由蛋白质上两个氨基酸的侧链催化，通常是谷氨酸（Glu）或天冬氨酸（Asp），充当一般酸（acid）和一般碱（base）。

保留酶的水解催化机制通常是通过两步取代来实现的。 每个步骤都会经历一个类氧鎓中间体的过渡态（如下所示）。 该反应由蛋白质上的两个氨基酸侧链组成，通常是谷氨酸。 或天冬氨酸，作为酸/碱和亲核试剂共催化。

在第一个糖基化步骤中，一个残基充当亲核试剂，攻击糖异头位点并形成糖基酶中间体。 同时，另一个残基充当酸催化剂并破坏键。 当糖苷氧被质子化时。

在第二个去糖基化步骤中，糖基酶被水水解，另一个残基充当碱催化剂，当水分子攻击异头位点时使水分子去质子化。

蔗糖酶-异麦芽糖酶 (SI) 位于人类小肠中，是一种 α-葡萄糖基水解酶，属于 GH31 家族。 其水解催化过程经历维持糖苷键构型的催化机制。 酶活性结合位点如下图所示。 其中，Asp-472残基充当亲核试剂，Asp-571残基充当酸/碱催化剂。 （285、17763-17770 的。）