生物通報道：這種稱為甘油二酯激酶的細菌酶是一個“反叛小子”，現(xiàn)在研究人員通過解析大腸桿菌中甘油二酯激酶的晶體結(jié)構(gòu)，揭示了這種酶如何利用其殘基附近的環(huán)境，完成功能使命的，這極大的促進了我們對于這種蛋白的了解，也有助于從整體上分析完整的膜酶。
來自北京師范大學(xué)，加拿大皇后大學(xué)的賈宗超教授和鄭積敏博士以“Structural biology: Tiny enzyme uses context to succeed”為題，介紹了這項研究成果，并指出激酶是目前研究的zui多，和zui廣泛的的蛋白質(zhì)家族，但DgkA的相關(guān)研究還是帶給了我們不少驚喜，這種酶*的結(jié)構(gòu)和復(fù)合活性位點都為激酶研究帶來了新的思考。北京師范大學(xué)長江學(xué)者賈宗超教授，與鄭積敏博士一直致力于結(jié)構(gòu)生物學(xué)方面的研究，曾破解了一種雙功能蛋白：異檸檬酸脫氫酶（ICDH）磷酸激酶/磷酸酶（AceK）及其與底物復(fù)合物的晶體結(jié)構(gòu)，從而解析了大腸桿菌和沙門氏菌這類的細菌如何能在低營養(yǎng)環(huán)境，比如水環(huán)境中生存的調(diào)控機制。（專訪皇后大學(xué)及北京師范大學(xué)賈宗超教授：雙功能酶新發(fā)現(xiàn)）
在這篇文章中，他們介紹道，甘油二酯激酶DgkA在進化上*一格，其完整的膜蛋白從功能和結(jié)構(gòu)上都有別于其他已發(fā)現(xiàn)的激酶。DgkA的大小僅為121個氨基酸殘基，因此要了解這么小的一個酶如何能跨越細胞膜，并形成功能活性位點，用以承載一個龐大的脂肪底物，和一個水溶性ATP分子，這令科學(xué)家們頗為頭痛。研究人員解析了大腸桿菌中甘油二酯激酶的晶體結(jié)構(gòu)，從中發(fā)現(xiàn)了這種酶如何利用其殘基附近環(huán)境的奧秘——酶中每個單體都“借用”了“鄰居”的組成成分，構(gòu)成組成性活性位點。這種借來的元件同時具有親水性和疏水性的氨基酸末端螺旋，能定位在膜和胞質(zhì)之間界面上，組成了一個關(guān)鍵的催化殘基。
而且有趣的是，這種晶體結(jié)構(gòu)與以前通過核磁共振（NMR）獲得的DgkA“只有骨架”的結(jié)構(gòu)并不相同，雖然DgkA整體同源三聚體結(jié)構(gòu)是一致的，但是活性位點卻存在巨大的差別。這種不同的結(jié)構(gòu)可能反映了兩個分析的不同條件，但是由于DgkA同源三聚體的熱穩(wěn)定性（可在溫度高達100°C下生存），因此要了解其中的轉(zhuǎn)換過程并不容易。DgkA酶巧妙設(shè)計了它的活性位點，這比其它種類的酶都要簡單，事實上，DgkA結(jié)構(gòu)解析將會為膜蛋白的相關(guān)催化機制和構(gòu)架提出新的研究方向，未來科學(xué)家們可以進一步解析這種酶的催化機制，以及調(diào)控機理，并深入探討NMR方法和晶體結(jié)構(gòu)方法之間的分辨率差異。
（生物通：張迪）