深圳子科生物（http://www.hg1112.cn/st539026/）報(bào)道：近日，中國(guó)科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所李*研究組、上?？萍即髮W(xué)趙素文研究組合作，研究成果以Structural insights into the committed step of bacterial phospholipid biosynthesis為題，發(fā)表在Nature Communications上。研究解析了PlsY蛋白與底物、產(chǎn)物的共結(jié)晶高分辨率結(jié)構(gòu)，提出一個(gè)全新的“底物協(xié)助催化”的脂酰轉(zhuǎn)移機(jī)制。

　　所有生物的磷脂合成的*步都是由一個(gè)脂酰轉(zhuǎn)移酶將脂?；D(zhuǎn)移到甘油3-磷酸上，形成溶血磷脂酸。在細(xì)菌中，PlsY催化該步驟。PlsY蛋白是一個(gè)多次跨膜蛋白，不存在真核同源蛋白，與已知的脂酰轉(zhuǎn)移酶不同，PlsY不使用acyl-CoA或acyl載脂蛋白作為脂酰基供體，而是采用脂酰磷酸作為供體。

　　該項(xiàng)研究應(yīng)用脂立方相結(jié)晶技術(shù)，解析了PlsY的高分辨率結(jié)構(gòu)至1.48埃。同時(shí)，該研究解析了PlsY與兩個(gè)底物（甘油3-磷酸、脂酰磷酸）以及與兩個(gè)產(chǎn)物（溶血磷脂、無(wú)機(jī)磷酸）的復(fù)合物結(jié)構(gòu)。通過結(jié)構(gòu)分析，研究人員提出“底物協(xié)助催化”機(jī)制，即脂酰磷酸激活甘油3-磷酸的羥基而引發(fā)親核攻擊，生成產(chǎn)物。與已知的脂酰轉(zhuǎn)移機(jī)制不同的是，PlsY介導(dǎo)的催化不需要組氨酸作為Schiff堿，糾正了文獻(xiàn)中的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)。此外，該研究建立了一個(gè)基于脂立方相雙層膜的酶學(xué)分析方法，通過一個(gè)“無(wú)機(jī)磷酸檢測(cè)器”蛋白的熒光變化，測(cè)定PlsY在該膜性介質(zhì)中的活性，并設(shè)計(jì)多種生化實(shí)驗(yàn)和突變體對(duì)所提出的新催化機(jī)制進(jìn)行驗(yàn)證。上?？萍即髮W(xué)趙素文課題組通過計(jì)算手段印證了該催化機(jī)制。

　　研究工作得到了中科院、國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)以及上海市科委等的支持。

　　PlsY的結(jié)構(gòu)與催化機(jī)制。（a）兩個(gè)底物在PlsY酶活性中心的相對(duì)位置。（b）“底物協(xié)助催化”機(jī)制。文獻(xiàn)中認(rèn)為組氨酸對(duì)甘油三磷酸進(jìn)行去質(zhì)子化繼而引起酸堿催化反應(yīng)，但結(jié)構(gòu)顯示組氨酸177與sn-1位羥基距離太遠(yuǎn)，不可能進(jìn)行去質(zhì)子化。組氨酸的這一功能由底物脂酰磷酸的磷酸頭部部分完成，因此被稱為“底物協(xié)助催化”。需要說(shuō)明的是，兩個(gè)底物來(lái)自兩個(gè)不同的結(jié)構(gòu)。