简述
酰基辅酶A合成酶(ACS)又名乙酰辅酶A连接酶、乙酰基激活酶，是微生物体内普遍存在的一种基础酶，是代谢的核心酶[1]。作为脂质代谢的中间体，酰基辅酶A参与脂肪酸合成和降解，转录因子活化，蛋白质翻译后修饰以及能量代谢等一系列代谢途径，在生物体的生命活动中发挥着重要作用。当酰基辅酶A发生紊乱时，会影响生物体的各种生理和病理过程，进而引起各种疾病如肝细胞癌，糖尿病和心脏病等[2]。目前，我国对于该酶原料主要依赖于进口，其应用成本高且稳定性较差[3]。酰基辅酶A合成酶催化脂肪酸与辅酶A在消耗ATP的条件下，形成高能硫酯键，即可得到酰基辅酶A。
合成工艺[1,4]
酰基辅酶A合成酶其常被用作生物法制备甲羟戊酸。甲羟戊酸具有旋光性，可以应用于光学材料的合成及医药和视频等行业，近期的研究还发现，甲羟戊酸能起到延缓人体皮肤老化的作用，使其具有非常广阔的应用前景。然而，制备甲羟戊酸依赖的酰基辅酶A合成酶来源短缺，提取困难。许多研究者曾尝试开发基因工程的制备重组酰基辅酶A合成酶的方法，2004年，黛美学等人从根瘤菌中纯化得到酰基辅酶A合成酶，并对其酶学性质进行了分析。得出结论，酶活性经过纯化处理前后相差了12.7倍，但该工艺极不稳定，难以满足工业生产的需求。此外，公开号为CN104480077A的专利中公开了一种重组酰基辅酶A合成酶，其以Pseudomonas fluorescens菌株的酰基辅酶A合成酶基因为模板，在大肠杆菌中获得了重组表达产物，但本发明人在研究中发现，该产物酶活很低，无法满足工业生产的需求。因此，本领域尚需开发一种适应大规模工业化生产的高活性酰基辅酶A合成酶制备的方法。
为解决上述技术问题，王佳等人公开了如下合成工艺：培养大肠杆菌(Escherichia coli)细胞，如大肠杆菌BL21(DE3)菌株，以表达出目的蛋白，分离上述目的蛋白，即得酰基辅酶A合成酶。该方法可溶性蛋白表达量大，纯化步骤简单，产物活性高，适宜大规模工业化生产。此外，还可以通过构建能够分泌酰基辅酶A合成酶的基因工程菌，利用重组菌发酵生产酰基辅酶A合成酶。
应用
酰基辅酶A合成酶尤其是长链酰基辅酶A合成酶(LACSs)把游离脂肪酸活化成为酰基辅酶A硫脂，在油脂的合成和降解途径中发挥着重要的作用。通过电子克隆的方法，发现了1个油菜(Brassica napus)LACS基因，命名为BnLACS4。序列分析显示，BnLACS4具有典型的LACS分子特征，表达分析显示BnLACS4在成熟油菜的根，茎，叶和花中都有表达。在授粉后(DAP)35 d，不同含油量的角果皮和种子中，BnLACS4的表达也存在差异。表达谱说明，BnLACS4可能参与油脂的生物合成以及油菜种子中的油脂积累[5]。
此外，酰基辅酶A合成酶是迄今为止所发现的第一个对反式8-甲基-6-壬烯酸或8-甲基壬酸有活性的酶，可为克隆辣椒素合成酶基因提供直接底物。其对中链脂肪酸有活性，还可用于生物柴油领域[4]。
参考文献
[1]王佳,刘文丽,蒋析文,等.酰基辅酶A合成酶的制备方法和应用:CN202211704525.4[P].
[2]郭萌皓,丁俊,黄赞.酰基辅酶A在疾病中的代谢调控[J].生物化工, 2024, 10(3):158-163.
[3]章文霞.新型酰基辅酶A合成酶的生物信息学挖掘及分子改造[D].安徽大学.
[4]陈辉,王泓雪,余晓丹.一种酰基辅酶A合成酶及其应用:CN201310728420.7[P].
[5]崇保强,谭小力,周佳,等.油菜长链酰基辅酶A合成酶基因(LACS4)的电子克隆和表达分析[J].江苏农业学报, 2009, 25(1):6.DOI:10.3969/j.issn.1000-4440.2009.01.008.