近日，太阳集团tyc234cc、中南医院药学研究院鲁丽课题组在《Plant Biotechnology Journal》在线发表了题为“Structure-based virtual screening aids the identification of glycosyltransferases in the biosynthesis of salidroside”的研究论文。该研究利用基于蛋白结构预测和虚拟筛选方法，鉴定了新颖的参与红景天苷生物合成的糖基转移酶，为植物生物合成酶的挖掘与鉴定提供了新的视角。

糖基化在植物天然产物的结构多样化中起着重要作用。鉴定高效的糖基转移酶也是合成有价值糖苷产物的关键步骤。然而，从大量的植物候选基因中对糖基转移酶（GTs）进行功能表征是一项劳动密集型且具有挑战性的工作。在前期的研究工作中，课题组发现落新妇（Astilbe chinensis）能合成红景天苷。经转录组测序，从众多基因中筛选出49个候选基因。通过蛋白结构预测与大规模分子对接，同时关注最优势构象下糖供体、糖受体与糖基化关键催化位点His氨基酸的距离和角度，最终鉴定出3个可能参与红景天苷生物合成的糖基转移酶基因。经实验验证，其中Ach15909具有极高催化活性。

进一步对Ach15909的底物宽泛性和催化机理研究表明，除了结合口袋之外，糖基转移酶的N端和C端结构域之间连接区域也对酶的活性和底物宽泛性有重要影响。

该研究不仅为红景天苷的绿色生物制造提供了高效的酶资源，还开创了植物酶挖掘的新范式。这种方法在挖掘非模式植物的次生代谢合成酶方面具有显著优势，尤其是在处理包含成千上万个候选基因的大型数据集时，能够有效提高筛选效率。

此项研究由国家重点研发计划、国家自然科学基金资助。博士研究生姚燕，陈芳芳为共同第一作者。太阳集团tyc234cc、中南医院药学研究院为该论文的第一署名单位。

文章链接：https://doi.org/10.1111/pbi.70002