编辑推荐：
脂肪酸（FAs）在生命活动中至关重要，细菌 FAS II 是抗菌药物的潜在靶点，但外源性 FAs 回收会降低其靶向药物疗效。研究人员针对多功能酰基 - 酰基载体蛋白（ACP）合成酶 AasS 展开研究，解析其结构和催化机制，为利用 AasS 开发药物奠定基础。
在生命的微观世界里，脂肪酸（FAs）就像一个个重要的 “小砖块”，参与构建细胞膜，还为维生素合成提供原料。脂肪酸的合成途径主要有两种，其中细菌的 II 型脂肪酸合成（FAS II）依赖一系列离散的单功能酶，这一过程消耗大量能量。由于 FAS II 对细菌生存至关重要，它成为了抗菌药物研发的潜在靶点。然而，细菌可通过回收外源性脂肪酸（eFAs）来部分缓解对 FAS II 的需求，这就使得针对 FAS II 的抗菌药物效果大打折扣。
为了深入了解细菌利用外源性脂肪酸的机制，来自浙江大学医学院等机构的研究人员对多功能酰基 - 酰基载体蛋白（ACP）合成酶 AasS 展开了研究。他们通过一系列实验，揭示了 AasS 的结构和催化机制，相关研究成果发表在《Nature Structural & Molecular Biology》上。
研究人员运用了多种技术方法。其中，冷冻电镜（cryo - EM）技术是关键手段之一，它能够帮助研究人员获取 AasS 在不同状态下的高精度结构信息；生物化学分析则用于研究 AasS 的催化活性以及与底物、产物的相互作用。
在研究结果方面：
- AasS 的寡聚状态：通过尺寸排阻色谱（SEC）和分析超速离心（AUC）等技术，研究发现 AasS 在溶液中以六聚体形式存在。这一结构由 AasS_N 和 AasS_C 两个结构域组成，其六聚体结构的稳定性对酶活性至关重要。
- AasS 与 ATP 或 AMP - PNP 的相互作用：研究人员解析了 AasS 与 ATP 或 AMP - PNP（腺苷酰 - 咪唑二磷酸）结合的复合物结构，发现 ATP 或 AMP - PNP 结合时，AasS 的构象会发生变化，且特定的识别位点对其功能至关重要。例如，创建的多个 AasS 突变体实验表明，部分突变会显著影响其活性。
- AasS 催化过程中的中间状态：负染色 EM 分析和 cryo - EM 数据显示，ATP（或其类似物 AMP - PNP）和 Mg2 +会促使 AasS 从六聚体转变为四聚体，四聚体是 AasS 催化过程中的中间状态，且这种转变涉及特定氨基酸残基的运动。
- AasS 对脂肪酸的加载：cryo - EM 研究发现，AasS 通过特定的口袋识别脂肪酸（FAs），其底物加载方式与其他类似酶不同，且关键残基如 W230 在其中起到重要作用，突变实验证实了 W230 对 AasS 功能的重要性。
- AasS 与酰基 - AMP 和酰基 - ACP 的相互作用：研究人员制备了 AasS 与酰基 - AMP 和酰基 - ACP 的复合物，并解析了其结构。结果表明，AasS 与这些物质的结合具有特定的模式，且相关关键残基对其功能至关重要，例如部分突变体在体内外功能存在缺陷。
研究结论表明，AasS 以六聚体形式发挥功能，在催化过程中经历一系列构象变化，包括与底物结合、形成中间态以及最终生成产物。W230 等关键残基在底物识别和催化中起重要作用，AasS_C 结构域对其功能不可或缺。这一研究详细阐述了 AasS 介导的外源性脂肪酸回收和激活的完整催化过程，为理解细菌脂肪酸代谢提供了重要依据。在实际应用方面，该研究成果为开发基于 AasS 的生物制药提供了理论基础，有助于设计针对细菌感染的新型抗菌策略，对解决日益严重的细菌耐药问题具有重要意义。
