为大家分享一篇发表在ACS Cent. Sci.上的文章，题目为A Multiplexing Activity-Based Protein-Profiling Platform for Dissection of a Native Bacterial Xyloglucan-Degrading System。本文共两位通讯作者，分别为莱顿大学的Herman S. Overkleeft教授与约克大学的Gideon J. Davies教授，两位的研究方向均为糖质代谢相关探针的开发。

    为了在生物质多糖上生长，细菌和酵母能够表达和排泄一系列复杂的糖苷水解酶（GH）。上述GH对于可持续能源和化学等场景具有重大价值。然而，通过传统方法（基因组学、蛋白质组学）鉴定和注释这些GH 体系往往较为困难，因为与已知活性酶的一级序列或二级结构比对并不总能预测新的酶。为解决上述问题，本文中，作者建立了一个多通道的基于活性的蛋白质分析平台，实现了GH的灵敏、方便、迅速鉴定。在此前研究中，作者发现β-葡萄糖苷酶的抑制剂环鬼笔醇（cyclophellitol），通过其基于机制的不可逆共价抑制过程，能够实现基于活性的β-葡萄糖苷酶标记。作者将上述结构拓展至其他底物中，得到了一系列糖酶的活性探针。通过在探针上引入正交荧光团或生物素，就可以实现糖酶的荧光成像与富集鉴定。

    为展示上述探针的潜力，作者选择日本纤维弧菌（Cellvibrio japonicus）作为模式生物，揭示其所排泄的降解木聚糖的GH系统。基于不同糖酶的底物单元，作者合成了针对木聚糖酶（xyloglucanase）的ABP-XyG探针、针对β-外切木糖苷酶（β-exo-xylosidases）的ABP-βXyl探针。联合此前发展的其他活性探针，作者研究了在木聚糖、木聚糖低聚物和其他多糖食物源上生长的日本纤维弧菌分泌物中，木聚糖酶、纤维素酶和保留β-外葡萄糖苷酶的时间动态和底物浓度依赖性表达。

    首先，作者证实其合成的ABP-XyG探针能够几乎定量的标记已知木聚糖酶CjGH5D，而ABP-Cel探针则几乎没有标记，展示了探针工具箱的高度特异性。同时，基于荧光切割底物的实验结果表明，ABP-XyG探针能够实现对CjGH5D的时间、浓度依赖性抑制效果。

    基于上述探针，同时使用凝胶内检测荧光成像和蛋白质组学鉴定，作者发现Cel5D和Cel5F是唯一的特异性木聚糖酶，它们填补了不同的功能生态位，Cel5C是纤维素酶，Cel3A、Cel3B和Cel3D则是β-外切葡萄糖苷酶。上述糖酶在不同的营养条件下，变现出差异性的表达水平，暗示其中存在不同的调控通路。此外，利用α-L-阿拉伯呋喃糖、β-半乳糖苷、β-木糖苷和α-木糖苷探针，可以进一步深入分析日本纤维弧菌分泌物和裂解物。

    综上所述，本文基于环鬼笔醇结构，建立了基于活性的糖酶分析平台，并在日本纤维弧菌上展示了其分析、鉴定能力。上述 ABPP 平台适用于各种物种来源的木聚糖降解体系，帮助研究人员快速选择潜在有用的系统。

本文作者：TZS

责任编辑：MB

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