大连化物所等在脂肪酸合成代谢研究中取得进展

　　近日，中国科学院大连化学物理研究所生物技术部生物质高效转化研究组研究员赵宗保团队与瑞典查尔姆斯理工大学（Chalmers University of Technology）教授Jens Nielsen、德国法兰克福大学（Goethe University Frankfurt）教授Martin Grininger合作在真菌脂肪酸合酶改造研究中取得新进展：设计改造了脂肪酸合酶，并扩展了脂肪酸合成机器的产物谱，相关研究成果发表在《自然-化学生物学》（Nature Chemical Biology，DOI:10.1038/nchembio.2301）上，并将以封面故事形式在该刊四月期正式发表。

　　脂肪酸是组成细胞的重要分子，也是生物燃料和油脂化工的基础原料。脂肪酸合酶（FAS）是细胞合成脂肪酸的关键酶，而真菌来源的FAS催化活性相对较高。真菌FAS是多功能酶，含7个不同催化结构域（AT、ER、DH、MPT、KR、KS和PPT）和1个酰基载体蛋白（ACP）结构域，分子量约270万道尔顿，可组装成笼状超分子结构。尽管真菌FAS的催化机制和晶体结构已被阐释，但因其过于复杂，通常被认为很难进行操纵和改造。

　　该研究团队前期通过对产油酵母多组学研究发现，圆红冬孢酵母携带一种含两个酰基载体蛋白（ACP）结构域的FAS（Nat. Commun.2012，3，1112）；通过冷冻电镜分析表明，该FAS也组装成典型笼状结构（Protein Sci.2015，24，987）。近期研究发现，只需一个ACP即可行使脂肪酸合成功能。因此，研究人员用细菌来源的硫酯酶（TE）替换其中一个ACP，所得杂合FAS主要产生中/短链长的脂肪酸；类似地，改造另外两种真菌FAS，也得到了预期结果；更重要的是，利用该策略引入甲基酮合酶（Mks2），所得杂合FAS能合成长链甲基酮。该研究结果表明，将异源蛋白嵌入真菌FAS笼型超分子结构，可得到具有新功能的脂肪酸合成机器，这可为借用脂肪酸合成途径进行生物制造提供新路线。

　　上述研究得到国家自然科学基金委的资助，并得到大连化物所生物分离分析新材料与新技术研究组和公共分析测试组的协助。

大连化物所等在脂肪酸合成代谢研究中取得进展