遠慕生物：第一個控制脂肪酸合成的蛋白質(zhì)

古老的結(jié)核病仍然是當今死亡率最高的傳染病——據(jù)世界衛(wèi)生組織（WHO）統(tǒng)計，每年約900萬人感染結(jié)核病，每年約140萬人死于結(jié)核病。結(jié)核分枝桿菌主要攻擊人類的肺部，也損害其他器官。對結(jié)核分枝桿菌來說，抑制其脂肪酸合成是對抗這種傳染性細菌的重要目標之一。

脂肪酸合成酶（FAS）被認為是最復(fù)雜的細胞機制之一。酵母、真菌和結(jié)核感染性分支桿菌的FAS酶的結(jié)構(gòu)差異較大，但是它們在涉及脂肪酸生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)上是非常相似的，酵母FAS的發(fā)現(xiàn)也適用于細菌FAS，而人體細胞的在三維結(jié)構(gòu)上與它們又有足夠的差異，因此，開發(fā)分支桿菌FAS特異性抑制劑就可以有效地停止病原體增殖。

Max Planck生物物理化學(xué)研究所的Holger Stark和Ashwin Chari團隊花了6年時間刷新了對FAS活性控制的認識，為開發(fā)抑制分支桿菌脂肪酸生物合成的活性化合物，或酶法修飾酵母FAS開辟了新的可能性。為對抗結(jié)核病搭建了更好的起點。

在酵母中，F(xiàn)AS呈桶形，有2個圓頂和6個反應(yīng)室。要形成脂肪酸（主要是棕櫚酸，palmitic acid）需要7個反應(yīng)步驟和不同的分子集團。每個步驟由脂肪酸工廠不同部分的酶催化。在這個過程中，脂肪酸需要從一種酶轉(zhuǎn)移給另一種酶，完成任務(wù)的分子穿梭機名叫?；d體蛋白(ACP)。
最初，當博士生Kashish Singh向Ashwin Chari展示純化的FAS含有一個額外的亞單位時，合作博士生Benjamin Graf和Singh的第一個想法是樣本被污染了，實驗白做了！

但是Chari對他們的研究結(jié)果是這樣解釋的：如果這個結(jié)構(gòu)不是雜質(zhì)，而是一個以前未知的FAS的組成部分呢？又經(jīng)過了兩年多努力，最終他們證實，它確實屬于FAS，研究人員將它命名為γ亞單位?！坝捎诂F(xiàn)在使用的純化方法更為苛刻，這可能導(dǎo)致了幾十年來γ亞單位的未被發(fā)現(xiàn)。

下一個挑戰(zhàn)是解決有和沒有γ亞單位的FAS三維結(jié)構(gòu)，進而闡明該組件的功能。為此，Graf和Singh將X射線結(jié)構(gòu)分析與低溫電子顯微鏡結(jié)合起來。

漫長的實驗終于取得了成效。他們現(xiàn)在在《Cell》發(fā)文，報道γ亞單位在脂肪酸生產(chǎn)的初期階段輔助將脂肪酸工廠重置到起始位置。γ亞單位定義了FAS內(nèi)的功能分區(qū)，它能改變FAS的結(jié)構(gòu)使ACP的穿梭路徑更短。

這個新認識還可用于對抗癌癥。因為快速生長的癌細胞需要大量能量，許多腫瘤的脂肪酸生物合成工廠比正常身體細胞多，減少脂肪酸合成也可以抑制癌細胞增殖。

反過來，脂肪酸是化妝品、肥皂、活性藥物、生物燃料和調(diào)味料的組成，可持續(xù)地生物合成脂肪酸有助于擺脫現(xiàn)階段對原油化工和植物油的依賴。酵母細胞生產(chǎn)的功能性脂肪酸可能在未來取代化石燃料。