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)育等生物學過程中起到重要的作用。在動物中，因與TAG合成及代謝緊密相關，DGAT可作為治療肥胖、糖尿病等代謝性疾病的藥物靶標。DGAT也是提高微藻油脂含量的關鍵靶標基因，一直以來受到廣泛的關注。 

　　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)相對其他物種顯著擴增。例如，綠藻門的萊茵衣藻中具有5個拷貝，而不等鞭微藻微擬球藻中有11個拷貝之多。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。這些基因的真實功能一直是困擾研究者的未解之謎。 

　　近日，中國科學院水生生物研究所藻類生物技術和生物能源研發(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展。團隊首次發(fā)現(xiàn)一個II型DGAT家族中的蛋白HpDGTT2不具備DGAT功能，但行使了其上游酰基轉(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I型和四個II型DGAT基因。經(jīng)酵母功能回補系統(tǒng)證實除一個II型DGAT基因HpDGTT2之外，其余四個拷貝均具有TAG合成酶的功能。以純化HpDGTT2的重組蛋白，通過體外酶活實驗證實其具有LPAAT活性，即行使了TAG合成途徑中第二個?；倪^程。這也是研究人員首次利用純化的重組DGAT進行體外功能研究。同時，研究人員發(fā)現(xiàn)在萊茵衣藻中過表達該基因可造成轉(zhuǎn)化藻株生長緩慢，細胞增大，TAG增多的表型，與過表達衣藻本身質(zhì)體來源的CrLPAAT1的表型一致。 

　　通過對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)域的拓撲結(jié)構(gòu)預測，提出結(jié)構(gòu)——功能的假設：HpDGTT2第三個跨膜區(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鍵酶的結(jié)構(gòu)——功能相關性研究鋪平了道路。 

　　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研究員。該研究得到國家自然科學基金面上項目資助。 

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