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展青毒素是霉變的蘋果、梨等大宗水果及其制品(如果酒、果汁、果脯、飼用果渣)中最主要的霉菌毒素，會(huì)嚴(yán)重侵害人和動(dòng)物的臟器與神經(jīng)系統(tǒng)。湖北大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院、省部共建生物催化與酶工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室郭瑞庭教授團(tuán)隊(duì)解析了還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)依賴型短鏈脫氫/還原酶CgSDR催化展青毒素脫毒的催化反應(yīng)機(jī)制，并通過分子改造大幅提升了CgSDR對(duì)展青毒素的催化效率，有望實(shí)現(xiàn)展青霉素的高效、安全降解與脫毒。相關(guān)研究論文日前發(fā)表在國際期刊《國際生物大分子雜志》上。

由于展青毒素會(huì)使人產(chǎn)生多種急性(水腫、痙攣、腸出血等)或慢性(致癌、致畸、抑制免疫力等)中毒癥狀，因此展青毒素含量是食品質(zhì)量與安全的重要控制指標(biāo)，受到世界各國和國際組織的極大關(guān)注。

“中國是世界水果生產(chǎn)、消費(fèi)和出口大國。中國也是受展青毒素污染較嚴(yán)重的國家之一，實(shí)現(xiàn)展青毒素的高效、安全降解與脫毒是保障我國水果產(chǎn)業(yè)鏈可持續(xù)發(fā)展和國際競(jìng)爭(zhēng)力的當(dāng)務(wù)之急。”論文第一作者戴隆海副教授表示。

為了探究CgSDR對(duì)展青毒素的催化反應(yīng)機(jī)制，郭瑞庭團(tuán)隊(duì)利用X射線晶體衍射技術(shù)解析了CgSDR與NADPH和展青毒素的高分辨率復(fù)合體晶體結(jié)構(gòu)，揭示了NADPH、展青毒素與CgSDR的結(jié)合模式，解析了CgSDR催化展青毒素脫毒的催化反應(yīng)機(jī)制。

“我們的工作解析了CgSDR催化展青毒素脫毒的反應(yīng)機(jī)制和底物結(jié)合模式，為進(jìn)一步篩選更多性狀優(yōu)良的展青毒素脫毒酶提供了重要的參考信息;同時(shí)，通過對(duì)酶結(jié)構(gòu)的理性設(shè)計(jì)與分子改造獲得了對(duì)展青毒素催化效率提升近4倍的突變體V187F，該部分工作為利用高效、特異性的生物酶降解水果制品中的展青毒素奠定了重要的研究基礎(chǔ)。”論文通訊作者陳純琪教授表示。

關(guān)鍵詞： 催化反應(yīng) 催化效率 還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸 生物大分子