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大肠杆菌属(Escherichia coli,E. coli)属于肠杆菌科(Enterobacteriaceae),革兰氏阴性菌,是一种条件性致病菌,最近由大肠杆菌引起的疾病呈现出增加趋势。脂多糖(Lipopolysaccharide,LPS)是革兰氏阴性细菌外膜的重要组成部分,其在维持细胞膜的结构完整性以及与外界环境的相互作用中起着重要作用[1-3]。脂多糖包括类脂A、核心寡糖和O抗原三部分。其中O抗原在细菌表面抗原决定簇中具有重要作用,并且也在细菌致病中发挥着至关重要的作用。因此, O抗原的合成机制在研究细菌致病机理方面具有重要的作用,深入了解可以有效阻止革兰氏阴性菌的感染。 O抗原重复单位合成过程中需要三类酶的参与,分别是单糖合成酶、糖基转移酶和寡糖单位处理酶。其中,糖基转移酶在自然界中大量存在,并且糖基转移酶相关基因簇的遗传多样性决定了O-抗原的种类多样性。很多O-抗原的还原性末端都是以葡萄糖酰胺(GlcNAc)作为第一个单糖,糖基转移酶作用下加入第二个糖残基到GlcNAc的非还原性末端,以这种重复形式合成完整的O-抗原单位。然而,由于缺少合适的受体底物用于体外研究,故目前已经研究和化学表征的糖基转移酶非常少,因此体外条件下需要一种底物类似物用于研究糖基转移酶途径。本论文分以下两部分内容,化学法合成GlcNAc-PP-(CH2)9CH3并对其反应条件的进一步优化和大肠杆菌O152抗原重复单位合成过程中相关糖基转移酶的研究。重点研究了O152抗原合成过程中的第三个糖基转移酶WfgE的功能及其底物选择性。. 大肠杆菌O152中的wfge基因负责编码一种α1,2葡萄糖基转移酶。在O152抗原重复单元中,它通过α1,2糖苷键将葡萄糖添加到葡萄糖残基上。wfge基因在氮端添加GST标签构建融合蛋白在BL21中过表达,然后通过亲和色谱法获得纯化蛋白GST-WfgE。本论文在糖基转移酶研究中利用自制底物Glc-GlcNAc alpha-PO3-PO3-(CH2)9CH3对WfgE进行功能表征。通过实验证明,WfgE的最适反应pH和最适反应温度分别是pH6.0和20℃。另外发现,GST-WfgE的α1,2葡萄糖基转移酶活性不依赖于Mn2+或者 Mg2+等的二价金属离子。同时GST-WfgE的酶活性表现出了较宽的受体和供体选择性。生物信息学氨基酸序列分析表明WfgE属于糖基转移酶GT-B家族。本研究结果初步验证了大肠杆菌O152中wfge基因编码的是一种特定的UDP-Glc:Glc-GlcNAcα-二磷酸酯α1,2葡萄糖基转移酶。通过对O152中wfge基因的功能表征,为进一步研究O抗原合成途径奠定基础。同时为进一步利用生物酶法合成寡糖和糖基转移酶功能的鉴定提供了重要而有帮助的信息。