近日，我所生物技术部生物质高效转化研究组（1816组）赵宗保研究员团队与瑞典查尔姆斯理工大学（Chalmers University of Technology）Jens Nielsen教授、德国法兰克福大学（Goethe University Frankfurt）Martin Grininger教授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，并得到我所生物分离分析新材料与新技术研究组（1809组）和公共分析测试组（DNL2001）的协助。（文/图 朱志伟）