近日，中國水產(chǎn)科學(xué)研究院黃海水產(chǎn)研究所海洋生物酶工程創(chuàng)新團隊在南極磷蝦來源谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶（Glutathione S-transferases，GSTs）開發(fā)利用方面取得重要研究進展。相關(guān)成果發(fā)表在美國化學(xué)學(xué)會農(nóng)林科學(xué)領(lǐng)域權(quán)威期刊Journal of Agricultural and Food Chemistry，并獲授權(quán)國家發(fā)明專利1項（專利號：ZL 2025 1 0876088.1）。
谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶是一類廣泛存在于原核與真核生物中的重要Ⅱ期解毒酶，在外源化合物代謝、氧化應(yīng)激防御及細胞內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)維持等方面發(fā)揮重要作用。研究團隊首次從南極磷蝦（Euphausia superba）中克隆獲得谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶（EsGST）基因，并在大腸桿菌體系中成功實現(xiàn)異源表達。研究結(jié)果顯示，該酶分子量約24kDa，具有典型的低溫催化特性，最適反應(yīng)溫度僅為20℃，顯著低于大多數(shù)來源于嗜溫生物的同類酶種（通常為 30–40℃），而Y105W突變體的最適溫度進一步降低至10℃，展現(xiàn)出更強的冷適應(yīng)能力。金屬離子測試結(jié)果顯示，K?和Na?能夠有效提高酶活性，而Fe2?、Cu2?等重金屬則具有明顯抑制作用。
與多種已報道的谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶相比，EsGST在催化效率方面表現(xiàn)突出。其對谷胱甘肽（GSH）的催化效率（kcat/Km = 106.36 mM?1 s?1）明顯高于海洋嗜鹽菌 Halomonas sp.（74.59 mM?1 s?1）、大豆Glycine max（18.33 mM?1 s?1）和柳樹Salix babylonica（43.53 mM?1 s?1）等已報道酶種，充分體現(xiàn)了其優(yōu)異的低溫催化性能。
該研究不僅揭示了南極磷蝦來源谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶的低溫催化特性，為理解極地生物的冷適應(yīng)機制提供了新認知，也為構(gòu)建節(jié)能、溫和的綠色生物催化體系提供了重要參考。
黃海所2023級碩士研究生陳夢瑤為該論文的第一作者，徐甲坤研究員為該論文的通訊作者。該研究得到了國家重點研發(fā)計劃等項目的資助。
原文鏈接：https://doi.org/10.1021/acs.jafc.5c12157
