揭开 LDAO 激活细菌 F-ATP 酶分子机制的神秘面纱：探索能量代谢关键酶调控新奥秘

质子 FOF1 ATP 合酶在能量代谢中作用关键，其活性受多种机制调控。为探究 LDAO 激活该酶的机制，研究人员开展研究。他们发现 LDAO 或结合于催化位点，影响 β 亚基环区，且在硫酸盐存在时激活作用更强。这有助于深入理解酶调控机制。

　　质子 F_OF₁ ATP 合酶（F_OF₁ ATP synthase）能利用质子动力势（protonmotive force，pmf），催化 ADP 和无机磷酸合成 ATP，同时进行跨膜质子转移。当 pmf 降低时，反应逆向进行，该酶利用 ATP 水解的能量转移质子，产生 pmf。该酶的 ATP 酶活性可被 ADP 以非竞争性方式抑制（ADP 抑制，ADP-inhibition），在许多细菌中，还会受 ε 亚基调节性 C 末端结构域构象变化的抑制。

月桂基二甲基氧化胺（Lauryldimethylamine oxide，LDAO）作为一种两性离子去污剂，能削弱上述两种抑制机制，显著提高该酶的 ATP 酶活性。因此，LDAO 有时被用于半定量评估该酶对这些调控机制的敏感性。然而，LDAO 在 ATP 合酶上的结合位点尚不明确，其抵消 ADP 抑制和 ε 亚基相关抑制的机制也不清楚。

研究人员进行分子对接，预测 LDAO 可能结合在 ATP 合酶的催化位点，无论该位点是空的还是结合了核苷酸。分子动力学模拟显示，LDAO 能影响催化位点附近 β 亚基环（大肠杆菌 ATP 合酶中 β404 - 415 残基）的流动性。对大肠杆菌酶中 β409 残基以及枯草芽孢杆菌 ATP 合酶中相应的 β419 残基进行突变分析，发现这些残基侧链的类型确实会影响 LDAO 对 ATP 酶活性的刺激作用。此外，研究人员还发现，与无硫酸盐培养基相比，在含有 100 mM 硫酸盐的环境中，LDAO 对该酶的激活作用更强。这一现象可能是由于硫酸盐增强了 ADP 对该酶的抑制作用。