细菌糖原分支酶如何进化？
糖原是一种用于动物，真菌和细菌中的能量储存的多纤维分离多糖（糖）。它作为快速且易于访问的葡萄糖源，因此是非常有用的。在细菌中，它在储存碳以及能量方面发挥着重要作用。
细菌是令人难以置信的耐性生物，能够生活在地球上的一些最极端的环境中，如深海通风口。细菌能够在不可行的时间内分解并使用糖原作为能源，有助于提高他们长期存活的机会。
细菌酶和糖原
存在大量与细菌内糖原功能有关的酶。其中包括GLGB.- 额定支化酶，否则被称为GBE.，毫无疑问是最重要的一个。GBE.是细菌糖原代谢的基本基因，以及糖原结构的确定因素。
这GBE.基因在形成α-1,6-糖苷分支点中起着重要作用，并确定糖原中的独特分支模式。这是这些树枝，使它们很容易可用于生物体中的能量。
在不可行的时期，细菌可以分解并使用糖原作为能量来源，有助于提高他们长期存活的机会。
王王在上海的Insteture博士和澳门科技大学清华刘女士试图了解GBE.基因通过研究其结构和演化来更好。糖原结构已与人类2型糖尿病中的血糖对照联系，因此更清楚地了解细菌中糖原结构的调节也可能阐明了较高生物中糖原结构异常的光。
GBE是如何发展的？
以前的一小组GBE的进化分析显示，可能存在两种类型的GBE。这是基于其N终端域组织。N-末端是位于形成蛋白质的多肽链开始时的胺基（-NH2）。第一种类型的GBE（类型1）具有N1和N2（A.K.A CBM48）域，而第二GBE型（类型2）仅具有N2域。
在王和刘的研究中，它们最初分析了基于隐马尔可夫模型的169个手动审查的细菌GBE的N末端结构域。在概率论中，马尔可夫模型用于模拟随机改变的系统。当状态是可观察到的状态时使用隐马尔可夫模型。
研究期间的系统发育分析发现了某些细菌植物中的GBE类型的聚类模式（王国低于王国的生物分类水平）。该分析显示，较短的2种GBE主要以革兰氏阳性物种发现，而在革兰氏阴性物质中主要发现1种GBE的较长型。
革兰氏阳性和革兰氏阴性描述细菌之间的外层差异。革兰氏阳性细菌具有厚肽聚糖层，可以吸收周围材料，而革兰氏阴性细菌具有多种薄膜层，可以排出毒素。
有趣的是，该研究还出现了先前未报告的第三组GBE（类型3）。这些3 gbes在其N1结构域之前有大约100个氨基酸。
这可能对细菌新陈代谢有什么意义？
过去的几种体外研究具有在糖原形成期间转移短的寡糖（含有通常三至10糖）链的短寡糖（含有通常三至10个单糖）链的连接N1结构域。这又导致小而紧凑的糖原结构。
这些紧凑的糖原结构更慢地降解。因此，它们可以作为特别耐用的能量储备，这可能有助于细菌所显示的增强的环境持久性。
研究人员认为，这可以基于其N终端域的GBES新分类的基础。它们耗尽了大规模的序列分析，以了解是否可以找到任何模式。他们的目标是通过系统发育分析来了解不同类型的GBES的进化模式（对物种的种类或一组生物或有机体的特定特征的研究或生物体的特定特征的研究）。研究人员还对GBE N-Termini进行了三维建模，以提供结构性比较。
这可能是潜在的服务
作为酶促操纵糖原结构的生物技术工具。
研究结果
从序列演化和域结构的角度，研究人员系统地研究了数千种细菌种类的GBE。它们进行了9,387个GBE序列的分析。该分析确定了147个GBE，可能属于3型GBE的新（可能是新颖）。这些细菌中的大多数落入肌动菌（Actinobacteria）（一组可以住在陆地或水中的革兰氏阳性细菌）。它们在其DNA中具有高鸟嘌呤和胞嘧啶含量，并且没有明显的细胞壁）。
他们还看看不同GBE类型内的糖原链的平均长度之间是否存在任何相关性。不幸的是，由于数据可用性有限，因此无法在这项研究方面绘制重大结论。
参考
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尽管观察到一些差异，但本研究的相关性分析未显示出GBE类型和糖原初级结构之间的统计学意义。对于非相关的一种可能的解释是分析的数据量不足来自各种来源的数据。
未来的前景
王博士领导的团队表明，未来的研究将受益于专注于在更多细菌种类中施加标准化的糖原提取和结构表征技术。他们还认为，鉴于GBE N-Terminus是针对糖原结构的重要性，肯定值得调查3 GBE型扩展N-末端的功能，并将结果与来自1型和2 GBES的结果进行比较。
该团队还建议在模型微生物中建立三种GBE的原位表达，如大肠杆菌和比较糖原细分子结构可以提示不同类型的N-末端与糖原初级结构相关的暗示。
值得注意的是，细菌GBE中的N-末端结构域具有高变异性和比较唯一性。这可能是作为抗生素治疗或生物技术工具的未来药物，用于酶促操纵糖原结构。令人兴奋的是，未来的治疗可以通过糖原结构与细菌的能源之间的潜在联系来帮助减弱细菌持久性。
个人反应
你认为是什么是最有趣的应用程序，因为你的发现可能出现了潜在的第三种细菌GBE？
糖原颗粒的细分子结构与真核生物和原核生物中的生理功能密切相关，例如血糖稳态和渗透平衡等。Gbe部分地控制糖原的主要结构，即影响糖原的链长分布粒径，分支点的百分比和降解率。以前的研究证实，GBE的长N-末端与短寡糖的转移相关。因此，具有较长的N-Termini的新型第三种GBES可以能够在糖原合成期间转移较短的链，这可以用作操纵工业应用的糖原结构的生物技术工具。