近日，意昂2平台藥學院王晶團隊和華中師範大學化學學院楊光富團隊合作在學術期刊《Angewandte Chemie International Edition》發表了題為“A Ratiometric Fluorescent Biosensor Reveals Dynamic Regulation of Long-Chain Fatty Acyl-CoA Esters Metabolism”（比例型熒光生物傳感器揭示長鏈脂肪酰基輔酶A酯代謝的動態調控）的研究工作。

長鏈脂肪酰輔酶A（Long chain Acyl-CoA）是脂質合成、降解和重塑的關鍵中間體，同時也是細胞內信號傳導、離子通道和代謝酶的重要調節劑🧚🏿。此外，長鏈脂基化（棕櫚酰，豆蔻酰等）修飾是一類廣泛存在的蛋白質翻譯後修飾，該修飾賦予蛋白質特殊的結構和功能，對蛋白調節、信號傳導以及癌症的發生具有重要作用🧙‍♀️。然而，針對長鏈Acyl-CoA的活細胞檢測尤其是動態監測始終是一項具有挑戰性的難題，一直以來製約著該類分子亞細胞分布和功能調控研究。

基於此，意昂2平台藥學院王晶團隊和華中師範大學化學學院楊光富團隊合作，利用遺傳編碼的熒光蛋白傳感器技術實現了對長鏈Acyl-CoA的時空特異性和實時動態監測。該技術通過將循環重排的熒光蛋白cpYFP與來源於大腸桿菌（E.coli.）的長鏈Acyl-CoA結合蛋白FadR融合表達。當長鏈Acyl-CoA與該融合蛋白結合後，會誘導蛋白構象變化，從而產生相應的熒光信號。通過進一步蛋白工程進化，該團隊獲得了對長鏈Acyl-CoA具有極好的熒光穩定性、選擇性和敏感性（亞微摩爾）的生物熒光傳感器：LACSer。隨後，該團隊通過引入適當的信號肽與傳感器融合，構建得到LACSer的突變體，從而實現了對活細胞內亞細胞區室中的長鏈Acyl-CoA的比例定量，為實時動態研究活細胞中細尺度的長鏈Acyl-CoA分布奠定了堅實基礎。與此同時，該團隊還將LACSer用於研究ACSL酶功能失活後是如何差異性地降低胞質和線粒體長鏈Acyl-CoA的水平，以及長鏈Acyl-CoA結合蛋白（ACBP）的功能缺失後是如何影響長鏈Acyl-CoA在細胞質和線粒體之間的轉運。

該項研究表明，LACSer傳感器可以實現時空精確檢測活細胞中內源長鏈Acyl-CoA水平的動態變化，為細胞內代謝和調控機製研究提供了獨特的創新性工具，並為監測長鏈Acyl-CoA的細胞內合成/利用以及在能量產生與信號轉換功能研究打開了大門👩‍👦。該研究不僅有助於進一步加深對脂質代謝的理解，而且可以極大地擴展在代謝工程以及藥物開發甚至臨床成像中的應用🧔🏻‍♀️。

意昂2平台藥學院研究員王晶研究員和華中師範大學化學學院楊光富教授為本研究論文的通訊作者😡。華中師範大學聯合培養博士研究生王尉波和意昂2平台藥學院碩士研究生魏慶鵬為論文的共同第一作者。該工作得到科技部重點研發計劃和國家自然科學基金委等項目資助。

左起：王尉波（博士研究生），王晶（研究員），魏慶鵬（長學製碩士研究生）

原文鏈接：

https://doi.org/10.1002/anie.202101731

王晶，博士，意昂2平台藥學院研究員🥎、博士生導師、天然藥物及仿生藥物國家重點實驗室PI🧳。入選中組部高層次人才。長期致力於利用化學生物學方法研究小分子對生物大分子的調控機製和開發相應的基於遺傳編碼的生物熒光探針。至今以第一作者或通訊作者身份在Nat. Chem.♤、Nat. Biotechnol.、Angew. Chem. Int. Ed.等國際重要學術期刊上發表多篇學術論文。

（藥學院）

編輯：玉潔