JBC：最完整的酶家族功能圖

　　最近，美國能源部資助的科學用戶設備，與三大生物能研究中心其中之一合作，開發并分析了纖維素降解酶家族GH55中一種酶的高分辨率晶體結構。然后他們進一步運用各種技術，完成了“整個GH酶家族迄今為止最完整的功能圖。”延伸閱讀：Nature：科學家生成世界首個人工酶。

　　GH55酶家族的成員因其分解纖維素的能力而眾所周知，因此是致力于提升大規模生物燃料生產的生物能源研究者比較感興趣的。本研究中所描述的方法，可以允許研究人員同時研究整個酶家庭，從而加速了研究纖維素降解酶的過程。

　　美國能源部聯合基因組研究所（DOE JGI）進行的許多微生物和宏基因組項目，都集中在昆蟲和動物的腸道微生物群落，因為它們在分解宿主所消耗的植物團塊中發揮作用。當DOE JGI研究人員在《Science》發表奶牛瘤胃宏基因組數據時，他們向（CAZymes）數據庫增加了近30,000個候選纖維素降解基因——編碼碳水化合物活性酶。

　　但是，對這些基因中每一個基因進行功能注釋，這個過程可能是耗時的。例如，纖維素降解基因GH55家族中的酶，以前大部分工作都是在真菌上開展的。例如，蛋白質PcLam55A的結構是采用白腐真菌Phanerochaete chrysosporium推斷而來的，DOE JGI已對此進行了測序。

　　2015年五月八日公布在《Journal of Biological Chemistry》的一項研究中，研究團隊（包括來自DOE JGI和美國能源部資助的大湖生物能源研究中心的研究人員），表征了另一個GH55蛋白——SacteLam55A的結構與功能。SACTE_4363基因編碼這種蛋白質，是從松樹蜂Sirex noctilio腸道中的微生物SirexAA-E分離出來的。當研究人員在纖維二糖、木聚糖上培養微生物，并預處理柳枝稷樣品時，發現了該基因，從而表明它具有分解纖維素的性質。

　　為了確定該基因的結構，研究人員依靠先進光子源（Advanced Photon Source）收集的衍射數據，開發高分辨率的晶體結構。通過各種分析和技術（如基因合成和無細胞蛋白質翻譯），該研究小組也能夠表征GH55家族的生化特性和結構。

　　該研究小組報道稱：“據我們所知，結合基因合成、無細胞翻譯和試驗，使用整個GH55基底診斷面板，代表著整個GH家族迄今為止最完整的功能性圖譜。”兩個DOE用戶設施與DOE生物能源研究中心合作，促成了這項研究，結合不同的技術，將使我們對纖維素結構和功能的理解，超越任何一個設備能力的深度。