乙酰CoA：二?；视王；D(zhuǎn)移酶（DGAT）是催化三酯酰甘油（TAG）的最后一步合成的關(guān)鍵酶，也是TAG合成的限速酶。DGAT在植物種子發(fā)育與萌發(fā)、葉片新陳代謝、幼苗發(fā)育等生物學(xué)過(guò)程中起到重要的作用。在動(dòng)物中，因與TAG合成及代謝緊密相關(guān)，DGAT可作為治療肥胖、糖尿病等代謝性疾病的藥物靶標(biāo)。DGAT也是提高微藻油脂含量的關(guān)鍵靶標(biāo)基因，一直以來(lái)受到廣泛的關(guān)注。 

　　真核生物中DGAT通常分為I型和II型。在多種微藻中，II型DGAT基因的拷貝數(shù)相對(duì)其他物種顯著擴(kuò)增。例如，綠藻門的萊茵衣藻中具有5個(gè)拷貝，而不等鞭微藻微擬球藻中有11個(gè)拷貝之多。然而研究發(fā)現(xiàn)許多II型DGAT的基因并不具有真正的DGAT功能。這些基因的真實(shí)功能一直是困擾研究者的未解之謎。 

　　近日，中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所藻類生物技術(shù)和生物能源研發(fā)中心的研究人員在雨生紅球藻II型DGAT酶的功能研究上取得了重要進(jìn)展。團(tuán)隊(duì)首次發(fā)現(xiàn)一個(gè)II型DGAT家族中的蛋白HpDGTT2不具備DGAT功能，但行使了其上游?；D(zhuǎn)移酶，即溶血磷脂酸酰基轉(zhuǎn)移酶（LPAAT）的功能。本研究為理解微藻中DGAT家族的功能分化提供了重要的線索。 

　　研究人員鑒定并克隆了雨生紅球藻中一個(gè)I型和四個(gè)II型DGAT基因。經(jīng)酵母功能回補(bǔ)系統(tǒng)證實(shí)除一個(gè)II型DGAT基因HpDGTT2之外，其余四個(gè)拷貝均具有TAG合成酶的功能。以純化HpDGTT2的重組蛋白，通過(guò)體外酶活實(shí)驗(yàn)證實(shí)其具有LPAAT活性，即行使了TAG合成途徑中第二個(gè)?；倪^(guò)程。這也是研究人員首次利用純化的重組DGAT進(jìn)行體外功能研究。同時(shí)，研究人員發(fā)現(xiàn)在萊茵衣藻中過(guò)表達(dá)該基因可造成轉(zhuǎn)化藻株生長(zhǎng)緩慢，細(xì)胞增大，TAG增多的表型，與過(guò)表達(dá)衣藻本身質(zhì)體來(lái)源的CrLPAAT1的表型一致。 

　　通過(guò)對(duì)HpDGTT2及與其相似度最高的萊茵衣藻同源蛋白CrDGTT2的跨膜區(qū)和活性區(qū)域的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)，提出結(jié)構(gòu)——功能的假設(shè)：HpDGTT2第三個(gè)跨膜區(qū)的存在可能是其喪失DGAT但獲得LPAAT功能的原因。本研究為解析功能未知的DGAT提供研究框架，并為這類油脂生物合成關(guān)鍵酶的結(jié)構(gòu)——功能相關(guān)性研究鋪平了道路。 

　　以上研究結(jié)果以“Functional divergence of diacylglycerol acyltransferases in the unicellular green alga Haematococcus pluvialis”為題，發(fā)表在《Journal of Experimental Botany》雜志上，第一作者為藻類生物技術(shù)和生物能源研發(fā)中心助理研究員馬海燕，文章通訊作者為韓丹翔研究員和胡強(qiáng)研究員。該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目資助。 

　　文章鏈接：https://academic.oup.com/jxb/advance-article/doi/10.1093/jxb/eraa451/5917131