脂肪酸是细胞能量储存、信号传导和细胞膜构建的关键分子。在人体中,脂肪酸的合成由一种名为脂肪酸合酶(Fatty Acid Synthase, FASN)的巨大分子机器完成。近日,瑞士苏黎世联邦理工学院(ETH Zurich)的科学家成功解析了哺乳动物脂肪酸合酶的原子结构,相关成果发表于《科学》(Science)杂志。这一突破为开发针对肥胖、糖尿病和癌症的新型药物提供了精确的分子蓝图。
脂肪酸合酶是一种多功能蛋白复合体,它像一条“分子装配线”,将多个酶活性位点整合在一起,逐步催化脂肪酸的合成。此前,科学家对细菌和真菌的脂肪酸合酶结构已有了解,但哺乳动物的酶更为复杂,其结构解析一直是领域内的重大挑战。研究团队利用X射线晶体学技术,获得了分辨率为3.2埃的猪脂肪酸合酶结构。该结构揭示了所有催化活性位点的精确排布,并阐明了酶如何通过构象变化将中间产物从一个活性位点“传递”到下一个,从而高效完成多轮合成循环。
这一发现具有重要的医学意义。脂肪酸合酶在正常成人组织中表达水平较低,但在多种癌细胞中高度活跃,以满足其快速增殖对脂质膜和信号分子的需求。因此,脂肪酸合酶已成为抗癌药物研发的热门靶点。此外,动物实验表明,抑制脂肪酸合酶活性可显著降低体重,提示其可能成为治疗肥胖及相关代谢疾病的潜在靶点。新结构的确定将极大促进基于结构的药物设计,加速开发高选择性的脂肪酸合酶抑制剂。
该研究由Timm Maier和Nenad Ban教授领导,论文标题为“The Crystal Structure of a Mammalian Fatty Acid Synthase”。(科学网 梅进/编译)
参考文献:Science, Vol. 321, No. 5894, pp. 1315-1322, DOI: 10.1126/science.1161269