近日，中國水產科學研究院黃海水產研究所海洋生物酶工程創新團隊在南極磷蝦來源谷胱甘肽S-轉移酶（Glutathione S-transferases，GSTs）開發利用方面取得重要研究進展。相關成果發表在美國化學學會農林科學領域權威期刊Journal of Agricultural and Food Chemistry，并獲授權國家發明專利1項（專利號：ZL 2025 1 0876088.1）。

谷胱甘肽S-轉移酶是一類廣泛存在于原核與真核生物中的重要Ⅱ期解毒酶，在外源化合物代謝、氧化應激防御及細胞內環境穩態維持等方面發揮重要作用。研究團隊首次從南極磷蝦（Euphausia superba）中克隆獲得谷胱甘肽S-轉移酶（EsGST）基因，并在大腸桿菌體系中成功實現異源表達。研究結果顯示，該酶分子量約24kDa，具有典型的低溫催化特性，最適反應溫度僅為20℃，顯著低于大多數來源于嗜溫生物的同類酶種（通常為 30–40℃），而Y105W突變體的最適溫度進一步降低至10℃，展現出更強的冷適應能力。金屬離子測試結果顯示，K?和Na?能夠有效提高酶活性，而Fe2?、Cu2?等重金屬則具有明顯抑制作用。

與多種已報道的谷胱甘肽S-轉移酶相比，EsGST在催化效率方面表現突出。其對谷胱甘肽（GSH）的催化效率（k_cat/K_m = 106.36 mM?1 s?1）明顯高于海洋嗜鹽菌 Halomonas sp.（74.59 mM?1 s?1）、大豆Glycine max（18.33 mM?1 s?1）和柳樹Salix babylonica（43.53 mM?1 s?1）等已報道酶種，充分體現了其優異的低溫催化性能。

該研究不僅揭示了南極磷蝦來源谷胱甘肽S-轉移酶的低溫催化特性，為理解極地生物的冷適應機制提供了新認知，也為構建節能、溫和的綠色生物催化體系提供了重要參考。

黃海所2023級碩士研究生陳夢瑤為該論文的第一作者，徐甲坤研究員為該論文的通訊作者。該研究得到了國家重點研發計劃等項目的資助。

原文鏈接：https://doi.org/10.1021/acs.jafc.5c12157