生命科学学院高海春团队发文揭示细菌转录激活因子AccR在脂肪酸合成中的关键调控作用

来源：浙江大学时间：2024-12-18 23:15:03

从头脂肪酸合成 (FAS) 是几乎所有生物体中至关重要的代谢过程，也是次级代谢产物生成的重要前体来源。作为这一过程的第一个限速步骤，乙酰辅酶A羧化酶 (ACCase) 催化乙酰辅酶A (acetyl-CoA) 转化为丙二酰辅酶A (malonyl-CoA)。因此，ACCase的数量和活性直接影响细胞脂质稳态以及一系列生理功能。然而，尽管对ACCase活性调控的研究已有许多进展，迄今为止，针对ACCase基因的转录调控因子尚未被报道。

2024年10月30日，浙江大学高海春教授团队在Nucleic Acids Research在线发表了题为“A bacterial transcription activator dedicated to the expression of the enzyme catalyzing the first committed step in fatty acid biosynthesis”的研究论文，该研究首次发现并表征了一种LysR型转录调节因子AccR，它能够响应acetyl-CoA水平，直接且特异性地激活accS基因的表达，而accS基因编码一种多结构域的ACCase。该研究丰富了脂肪酸生物合成调控机制的研究，并为深入探索脂肪酸代谢中复杂的调控网络提供了理论支持。

这一发现源自实验室在以往研究中获得的一株生长缺陷严重自发突变株；其原因是一个可移动基因元件 (ISSod1) 插入到accR基因中，导致生成的AccR蛋白严重截短，失去活性。在染色体上，accR和accS基因分别位于各自的单基因操纵子中，构成了典型的LysR型转录调节因子 (LTTR) 基因组织模式。结合体内体外生理生化实验、结构解析、分子动力学模拟等，研究团队确定了效应分子，揭示AccR与效应分子结合结构域 (EBD) 的详细结构，排除了乙酰修饰在信号感知的作用。发现不仅填补了脂肪酸生物合成调控领域的空白，而且为推动未来脂肪酸生物合成及其调控机制的研究与应用奠定了重要基础。