Исследователи из Петербургского института ядерной физики им. Б.П. Константинова и других подразделений НИЦ «Курчатовский институт», а также Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого и ФНИЦ «Кристаллография и фотоника» открыли новую бета-галактозидазу с уникальными структурными характеристиками и биохимическими свойствами.

Результаты работы опубликованы в престижном зарубежном журнале FEBS Journal, издаваемом Европейским биохимическим обществом. Иллюстрация, анонсирующая статью, украшает обложку августовского номера журнала.

Выявление новых β-галактозидаз, характеризующихся особыми экстремофильными свойствами, представляет большой интерес как для выяснения каталитического механизма реакций высокотемпературного расщепления и синтеза β-D-гликозидной связи, так и для промышленного применения этих реакций в технологических процессах производства низколактозных молочных продуктов, глюкозо-галактозных сиропов и синтеза различных типов галактоолигосахаридов, являющихся пребиотиками.

«В данной работе мы расширили список β-галактозидаз, относящихся к семейству гликозил-гидралаз GH35, новым семидоменным ферментом из гипертермофильной археи Desulfurococcus amylolyticus (DaβGal). Нами получена пространственная структура фермента DaβGal двумя комплементарными методами: с помощью криоэлектронной микроскопии (Cryo-EM) и рентгеноструктурного анализа. В отличие от грибных мономерных шестидоменных β-галактозидаз, фермент DaβGal представляет собой димер; он имеет дополнительный домен D7 и три необычных составных домена (D4, D5 и D6), которые образованы удалённо расположенными участками полипептидной цепи. Фермент обладает высокой специфичностью к β-D-галактопиранозидам, и его отличительной особенностью является способность расщеплять pNP-β-D-фукопиранозид. DaβGal эффективно катализирует гидролиз лактозы при высоких температурах, остаётся стабильной и активной при 65 °С и сохраняет активность при 95 °С с периодом полураспада 73 мин. Эти свойства делают архейную β-галактозидазу DaβGal привлекательным кандидатом для использования в высокотемпературных биотехнологических процессах», — рассказал научный сотрудник Отделения молекулярной и радиационной биофизики Георгий Николаевич Рычков.

С помощью нового термостабильного фермента можно создавать инновационные низколактозные молочные продукты, содержащие пребиотики, для функционального питания.

Источник: НИЦ «Курчатовский институт» — ПИЯФ.