探秘果胶裂解酶（PNL）基因：从克隆测序到分子机制解析

研究人员从两种镰刀菌中克隆测序 4 个 PNL 基因，经多种分析，揭示其与底物结合特性。

　　果胶裂解酶（Pectin Lyase，PNL）作为果胶酶的关键成员，采用独特的 β- 消除机制，将果胶聚合物分解为 4,5 - 不饱和低聚半乳糖醛酸。PNL 在工业领域有诸多应用，尤其在果汁加工行业备受青睐，这主要得益于其能保留果汁天然风味，且避免产生剧毒副产物甲醇。编码 PNL 的基因属于多基因家族，已有多个 PNL 基因被报道。在本研究中，研究人员以串珠镰刀菌（Fusarium proliferatum）菌株 MTCC 9375 和藤仓镰刀菌（Fusarium fujikuroi）菌株 MTCC 9930 的基因组 DNA 为模板，通过 PCR 扩增出 4 个 PNL 基因。随后，对这些基因进行克隆、测序，并赋予其 GenBank 登录号。研究人员利用生物信息学工具评估了多个理化和结构属性。此外，借助同源建模、分子对接和分子动力学（Molecular Dynamics，MD）模拟，探究了底物对高效催化的适宜性、结构刚性以及对接复合物的稳定性。分子对接结果显示，WRQ97881.1 与 3 - 脱氧 - D - 甘露 - 辛 - 2 - 酮糖酸（3-Deoxy-D-Manno-Oct-2-ulosonic Acid，Kdo）的结合能最佳（-5.1 kcal/mol），WRQ97882.1 与 D - 葡萄糖醛酸（D-glucuronic Acid）的结合能为 - 5.5 kcal/mol，WUR05396.1 与 D - 半乳糖醛酸（D-galacturonic Acid）的结合能为 - 5.9 kcal/mol ，WUR05397.1 与 D - 半乳糖醛酸的结合能为 -5.8 kcal/mol。