分享一篇发表在JACS上的文章，文章题目为“Ultraviolet Photodissociation Mass Spectrometry Captures the Acyl Chain Length-Dependent Conformation Dynamics of Acyl Carrier Protein”，文章通讯作者为中科院大连化物所的王方军教授和中南民族大学的王献教授。王方军教授课题组致力于生物大分子质谱新仪器、新方法及其在生命健康领域的应用研究，王献教授课题组研究方向主要为环境污染物检测、蛋白质复合物分析及代谢组学研究。

随着全球能源需求的持续增长，寻找替代化石燃料的可持续能源的一个策略是通过微生物合成生产油脂化学品。中链脂肪酸（MCFAs,C8-C12）由于其独特的物理化学性质，是一种很有前途的汽油和航空燃料前体，然而大多数微生物主要合成长链脂肪酸（LCFAs,C14-C18）。酰基载体蛋白（ACP）在脂肪酸生物合成中负责中间体转运，但是最近的研究表明它们不仅是转运蛋白，而且是FA合成中酰基链长度的关键决定因素。研究ACP在不同酰基链长度下的构象动力学，对于阐明酰基链稳定与延伸的分子机制具有重要意义，并可为ACP的结构演化提供关键的结构生物学依据。

本文作者利用非变性质谱（nMS）和193 nm紫外光解离（UVPD）系统地研究了ACP与C4-C18酰基链的相互作用结构细节。

首先，在nMS中可以清楚地检测到apo（非活性形式）、holo（活性形式）和酰基（不同链长酰基修饰形式）ACP的谱图，且由于不同形式的ACP分子量存在差异，可以实现有效的分离，并进行UVPD检测，产生多样化的结构信息片段，对于所有形式ACP的序列覆盖度超过93%。

之后，作者探究了apo-ACP和holo-ACP的结构差别，apo-ACP的Ser36发生4’-磷酸腺苷（4’-PP）修饰得到holo-ACP，4’-PP修饰会影响ACP的结构，从而导致两种ACP蛋白的残基碎片产率（FYs）不同，残基FY与局部的柔韧性有关，有较少局部相互作用的残基通常表现出较高的FYs，而局部相互作用增强或者稳定性较强时，残基的FYs会下降。比较apo-ACP和holo-ACP的FYs发现，二者结构相差不大，这与之前的NMR研究结果一致，在4’-PP修饰之后，ACP的构象从封闭结构，转变为更开放的结构，这使得holo-ACP的FYs普遍增加。

最后，作者研究了不同链长酰基修饰的ACP的结构，发现酰基链主要插入ACP的亚腔体Ⅰ，当其链长超过该腔体的最大容纳能力时（>10），其疏水部分会弯折并进一步进入亚腔体Ⅱ，Phe50和Ile62在调节疏水腔体大小方面起重要作用，而loopⅠ和Thr64-Gln66对于稳定长链酰基-ACP的构象至关重要。

总上所述，作者利用nMS和UVPD对不同链长酰基修饰的ACP的构象进行了研究，为ACP的理性进化以促进目标脂肪酸合成提供了结构依据。

本文作者：LZ

责任编辑：MB

DOI：10.1021/jacs.5c03426

原文链接：https://doi.org/10.1021/jacs.5c03426