在大多数细菌中，脂肪酸是功能性细胞膜脂质的必需成分。不饱和脂肪酸（UFA）与饱和脂肪酸（SFA）的比例可调节膜的流动性，以便在不断变化的环境中发挥作用。在细菌中，SFA和UFA是通过高度保守的II型生物合成系统（FAS-II）合成的，在该系统中，一系列酶识别酰基载体蛋白（ACP）结合底物，并以循序渐进的顺序组装酰基链。双功能脱氢酶/异构酶FabX是广泛存在的人类病原体幽门螺杆菌中一种重要的UFA生物合成酶，幽门螺杆菌是一种与95%的胃癌相关的病原菌。由于FabX与对底物ACP的催化调控机制一直不明晰，制约了相关药物的研发。
图片来源：Nat. Commun.
近期，上海交通大学医学院张良团队及其合作者通过解析FabX及其与辛烷酰基载体蛋白（ACP）底物和holo-ACP的复合物晶体结构，揭示了FabX合成不饱和脂肪酸的催化机制。
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FabX属于亚硝酸单加氧酶（NMO）黄素蛋白家族，却包含一个非典型[4Fe-4S]簇，迄今为止在所有其他家族成员中均未发现。FabX通过其带正电荷的α7螺旋与ACP带负电荷的α2和α3螺旋相互作用与ACP结合。
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在该研究中，证明了[4Fe-4S]簇在脱氢酶催化过程中增强了FMN的氧化作用，将锁定在FMN和活性中心残基His182之间的氧阴离子孔中的氧分子生成超氧化物。结果表明，[4Fe-4S]和FMN辅因子对UFA的合成都是必不可少的，超氧化物随后作为过氧化氢的主要来源被幽门螺杆菌排出，这可能是促进幽门螺杆菌在胃粘膜腐蚀中的病理作用，阐明了脂肪酸合成与幽门螺杆菌病理作用之间的密切联系。
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参考文献：Helicobacter pylori FabX contains a [4Fe-4S] cluster essential forunsaturated fatty acid synthesis
Nat. Commun.
DOI: 10.1038/s41467-021-27148-0
原文作者：Jiashen Zhou, Lin Zhang, Liping Zeng, Lu Yu, Yuanyuan Duan, SiqiShen, Jingyan Hu, Pan Zhang, Wenyan Song, Xiaoxue Ruan, Jing Jiang, YinanZhang, Lu Zhou, Jia Jia, Xudong Hang, Changlin Tian, Houwen Lin, Hong-Zhuan Chen✉, John E. Cronan✉, Hongkai Bi✉ & Liang Zhang ✉
