Pseudomonas syringae DC3000 levaansukraasi Lsc3 katalüütilise ...

1. KIRJANDUSE ÜLEVAADE
1.1 Glükosiidi hüdrolaasid
Glükosiidi hüdrolaasid (GH-d) on ensüümid, mis hüdrolüüsivad suhkruid, lagundades
glükosiidsideme kahe monosahhariidi või süsivesiku ja mittesahhariidse molekuli vahel
(Vuong ja Wilson, 2010). GH-de hulka kuuluvad ka transferaasse aktiivsusega ensüümid, mis
kannavad substraadi hüdrolüüsi käigus vabanenud monosahhariidid erinevatele
aktseptorsuhkrutele (http://www.cazy.org). Sellistel sünteesiproduktidel on erinevates
organismides tähtis bioloogilne roll: fruktoosijääkidest koosnevad fruktaanid võivad olla
olulised keskkonnastressi üleelamiseks ja rakumembraani stabiliseerimiseks, näiteks taimedel
põua ja külma korral. Lisaks on fruktaanid paljudes taimedes (~40000 taimeliigis) ka
varuaineteks. Mikroobid kasutavad fruktaane biokile moodustamisel ning pindadele
kinnitumiseks (Velazquez-Hernandez et al., 2008). Näiteks bakter Streptococcus mutans on
inimese suuõõne patogeen, kes kinnitub polüfruktaani (levaani) abil hammastele ning
põhjustab hambaaukude teket (Schroeder et al., 1989). P. syringae pv. phaseolicola on
taimepatogeen, kes põhjustab oataimedel nekroosilaikude teket ning kellele fruktaanid on
virulentsusfaktoriks (Li ja Ullrich, 2001). Mullabakteril Bacillus subtilis on leitud, et levaani
laguprodukt levaanbioos võib toimida signaalmolekulina (Daguer et al., 2004).
GH-d on valkude aminohappeliste järjestuste ning struktuuride alusel jaotatud 14 sugukonda
ja 113 perekonda ning koondatud CAZy andmebaasi (Carbohydrate-Active enZYmes
Database; http://www.cazy.org) (Cantarel et al., 2009). Taimede ja hallitusseente
fruktosüültransferaasid (FTF-id), aga ka invertaasid ja β-fruktofuranosidaasid kuuluvad GHde
perekonda 32. Enamik bakteriaalseid FTF-e on paigutatud perekonda 68. Nende kahe
perekonna valgud on sarnase struktuuriga ning nad on seetõttu ühendatud samasse sugukonda
GH-J. Sellesse sugukonda kuuluvate ensüümide valgujärjestuste sarnasus on küll väike
(identsus alla 15%), kuid neil on mitmeid homoloogilisi järjestusmotiive ja struktuurielemente
(Coutinho ja Henrissat, 1999; Pons et al., 2000; Naumoff, 2001).
1.2 Glükosiidi hüdrolaaside perekondadesse 32 ja 68 kuuluvate valkude
omadused ja ehitus
GH-de perekond 32 koondab taimseid ja bakteriaalseid invertaase, hallitusseente ja bakterite
inulinaase ning levanaase, taimseid fruktaani eksohüdrolaase (FEH) ja fruktosüültransferaase.
Invertaasid hüdrolüüsivad sahharoosi molekuli glükosiidsideme ning tekivad glükoos ja
fruktoos. Samas FEH-id hüdrolüüsivad fruktaane, kandes ahela terminaalse fruktoosijäägi vee
molekulile. Taimsed FEH-id ei ole võimelised sahharoosi lagundama ning see suhkur võib
5