葡萄糖苷酶的催化機理，作用與應用

    葡萄糖苷酶是糖苷水解酶大家族中的一大類(lèi)酶，主要功能為水解葡萄糖苷鍵，釋放出葡萄糖作為產(chǎn)物，是生物體糖代謝途徑中*的一類(lèi)酶。

    一、主要催化機理：
    1、保留型酶的“兩步法"機制：
    大多數葡萄糖苷酶都是保留型葡萄糖苷酶，其催化機理通常都遵循“兩步法"機制。
第一步：作為親核基團的羧基負離子親核進(jìn)攻糖苷鍵上的異頭碳，同時(shí)作為廣義酸堿對的另一個(gè)催化羧基上的氫與糖苷鍵上的氧原子形成氫鍵，第一次形成含氧碳正離子樣過(guò)渡態(tài)（Oxocarbenium-like transition state）。經(jīng)過(guò)鍵的形成有斷裂，糖基分子的異頭碳構型發(fā)生第一次翻轉，并與親核羧基形成酯鍵，生成糖基-酶共價(jià)中間體，同時(shí)釋放出一分子糖配基。
第二步：糖基受體分子的活性羥基氫與發(fā)生解離的廣義酸堿對羧基離子相互作用，同時(shí)受體分子的活性羥基氧親核進(jìn)攻糖基-酶共價(jià)中間體中糖基分子的異頭碳，再次形成含氧碳正離子樣過(guò)渡態(tài)，最終使得異頭碳構型發(fā)生第二次翻轉，并與受體羥基氧形成共價(jià)鍵，完成反應。

    2、翻轉型酶的差異
    在翻轉型葡萄糖苷酶中，由于催化殘基與底物之間的距離跟保留型酶的有所不同，導致受體分子從相反的方向進(jìn)攻異頭碳，不發(fā)生異頭碳的構型的二次翻轉，從而生成不同構型的產(chǎn)物。

    3、受體分子決定反應類(lèi)型
    由于葡萄糖苷酶的催化機理，大多數葡萄糖苷酶都具有轉糖苷活力。當受體分子為活性水分子時(shí)，酶表現出水解酶活力；當受體分子為帶有羥基的非水分子時(shí)，酶表現出轉糖苷活力。

    二、作用：
    葡萄糖苷酶是生物體內糖代謝途徑中的重要成員之一。β-葡萄糖苷酶可以參與纖維素的代謝以及多種生理生化途徑，α-葡萄糖苷酶更是直接參與淀粉及糖原的代謝途徑。這類(lèi)酶的功能發(fā)生異常會(huì )導致出現代謝類(lèi)的疾病，同時(shí)這類(lèi)酶也是多種藥物與抑制劑的作用靶點(diǎn)，用以調節人體內的糖化學(xué)代謝。

    三、應用：
    葡萄糖苷酶因為其特性，主要應用于兩個(gè)方面
    纖維素的水解與利用：主要涉及各種β-葡萄糖苷酶與纖維素水解相關(guān)酶類(lèi)，目的即將難溶的纖維素變?yōu)榭扇艿?、易于利用的小分子寡糖?/span>
    功能性低聚糖的合成：主要涉及葡萄糖苷酶的轉糖苷活力，目的即通過(guò)具有轉苷活力的葡萄糖苷酶合成功能性低聚葡聚糖、低聚麥芽寡糖、低聚纖維寡糖等可以作為益生元的功能性糖類(lèi)。