摘要

葡萄球菌和链球菌这两类主要的人类病原体，都配备了脂肪酸激酶（Fak）机制来清除宿主脂肪酸。Fak复合物包含一个ATP结合亚单位FakA，它与各种FakB亚型相互作用，并从细胞外脂肪酸合成酰基磷酸酯。然而，FakA如何识别其FakB伙伴，然后激活不同的脂肪酸还不清楚。在这里，作者统地描述了来自人畜共患病病原体猪链球菌的Fak系统；在2.6 Å分辨率下测定的SsFakA与SsFakB2复合物的晶体结构；建立了Fak-PlsX（phosphate:ACP-transacylase，Fak-PlsX）体外系统以跟踪酰基磷酸酯中间体及其最终产物酰基ACP。利用结构导向突变，作者描述链球菌FakA与FakB伙伴合作清除宿主脂肪酸的机制，这些发现提供了对Fak激酶机制的全面描述，从而有助于从致命感染的链球菌中发现有吸引力的靶点.

简介

细菌II型脂肪酸合成（FAS-II）是抗生素研究的热点。经过不断的努力，已经有了一个庞大的、靶向FASII的潜在抗菌先导化合物库。然而，FAS-II作为一种有效的药物靶点的有效性仍然存在争议。这是因为某些革兰氏阳性病原体（例如链球菌和金黄色葡萄球菌)可以通过清除宿主/环境脂肪酸来构建其膜磷脂，从而规避了脂肪酸（FA）从头合成的依赖性。有发现指在链球菌但不在葡萄球菌中，外源性脂肪酸的反馈可抑制乙酰辅酶A（CoA）羧化酶并关闭了FAsⅡ，这部分解释了这种争议的原因，并验证了细菌FAS-II作为针对部分革兰氏阳性病原体的可行药物靶点的理论基础。

一般来说，外源性的脂肪酸在并入细菌膜磷脂之前被同化并被激活。迄今为止，在细菌中发现了三种不同的清除细胞外脂肪酸的机制：（i）外源脂肪酸通过FadL-porin进入后由酰基辅酶a合成酶FadD产生酰基辅酶a硫酯，（ii）通过酰基ACP合成酶（AAS）形成脂肪酰基-ACP（酰基载体蛋白）（iii）脂肪酸激酶（Fak）系统中酰基磷酸酯的转化。Fak途径是一个新发现的激酶系统，由FakA和FakB两个可解离的蛋白亚基组成。FakA是一个Fak结构域，将由FakB（脂肪酸结合蛋白）携带的外源脂肪酸进行磷酸化。常见病原体金黄色葡萄球菌有两个不同但相关的FakB：FakB1更喜欢饱和FA（C14:0到C17:0），FakB2倾向于单不饱和脂肪酸（油酸，C18:1，Δ9）。另一种常见病原体肺炎链球菌产生一个额外的FakB3亚单位，它能够利用富含宿主生态位的多不饱和脂肪酸，即亚油酸（C18:2，Δ9/11）。

Fak激酶系统的产物，脂肪酰磷酸酯（FA-P），转移到PlsY[甘油-3-磷酸（G3P）酰基转移酶]中，在G3P的1位开始膜磷脂合成。此外，FA-P可以通过PlsX（磷酸：酰基ACP转酰基酶）与ACP进行反酰化反应，得到酰基ACP中间体。除了进入FAS II循环外，生成的酰基ACP池可由PlsC固定，超长的酰基ACP可以被PlsX/Y系统用来构建膜磷脂。此前仅有金黄色葡萄球菌以及肺炎链球菌的Fak系统的结构信息。

人兽共患的病原体猪链球菌是一种肺炎链球菌，包括35种不同的血清型，其中血清型2[链球菌病2（SS2）]与临床感染关系最密切。正如预测的那样，它还拥有一个Fak系统来激活不同的环境脂肪酸，其中包括三个FakB同源基因。作者在本文中报告了一个FakA结合到一个油酸连接的FakB2的二聚体的复杂结构，该结构揭示了FakA是一种嵌合体/融合蛋白，由三个不同的结构域（即FakA_N、FakA_M和FakA_C）组成，具有广泛的域间相互作用。此外，FakA和FakB之间的结合接口是功能性定义的。总之，这项研究促进了对人类链球菌病原体如何利用宿主脂肪酸的理解。