介紹
酰基輔酶A氧化酶（ACYL-CoA Oxidase, ACOX）屬于黃素依賴(lài)型氧化酶，為同源二聚體（由兩個(gè)相同亞基 A/B 組成），分子量約 120~140 kDa，所有功能位點(diǎn)（FAD 結(jié)合位點(diǎn)、ATP 結(jié)合位點(diǎn)、催化位點(diǎn)）均位于二聚體界面，每個(gè)亞基包含多個(gè) α- 螺旋與 β- 折疊，其中 FAD 結(jié)合域與催化域高度保守。
酰基輔酶A氧化酶
家族成員
?；o酶A氧化酶家族包含 7 個(gè)成員（ACOX-1.1~1.4、ACOX-3 等），其中 5 個(gè)直接參與 ascaroside 信息素的合成：這類(lèi)信息素是線(xiàn)蟲(chóng)化學(xué)通訊的核心信號(hào)分子，通過(guò)調(diào)控側(cè)鏈長(zhǎng)度，介導(dǎo)線(xiàn)蟲(chóng)的 dauer 幼蟲(chóng)形成、聚集行為及交配選擇。例如，ACOX-1.1 偏好短鏈酰基 - CoA，生成 C2 側(cè)鏈的 ascaroside，而 ACOX-1.2 則生成 C4 側(cè)鏈產(chǎn)物。
應(yīng)用
?；o酶A氧化酶作用于過(guò)氧化物酶體脂肪酸 β- 氧化循環(huán)中，同時(shí)參與線(xiàn)蟲(chóng)、植物等生物的次生代謝調(diào)控。ACOX 通過(guò)將電子傳遞給分子氧生成過(guò)氧化氫，而非電子傳遞鏈，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)鏈脂肪酸、支鏈脂肪酸及膽汁酸前體的降解。此外，在秀麗隱桿線(xiàn)蟲(chóng)（C. elegans）中，ACOX 還調(diào)控 ascaroside 信息素的生物合成，介導(dǎo)線(xiàn)蟲(chóng)的發(fā)育與行為協(xié)同，體現(xiàn)其在初級(jí)代謝與次生代謝中的雙重功能。
結(jié)構(gòu)與機(jī)制
?；o酶A氧化酶的功能依賴(lài)其獨(dú)特的同源二聚體結(jié)構(gòu)及輔因子/調(diào)節(jié)劑結(jié)合位點(diǎn)。
（1）FAD 輔因子結(jié)合位點(diǎn)
FAD以非共價(jià)方式結(jié)合于二聚體界面，每個(gè)亞基對(duì)應(yīng)一個(gè) FAD 結(jié)合位點(diǎn)，由α- 螺旋 αK、αL 及催化環(huán)構(gòu)成，F(xiàn)AD 的異咯嗪環(huán)通過(guò)疏水作用與催化環(huán)的氨基酸殘基堆疊，核糖磷酸鏈則通過(guò)氫鍵與 R320、Q322 等殘基相互作用；無(wú) ATP 時(shí)，F(xiàn)AD 的解離速率約 1.93 h?1，半數(shù) FAD 在 20 分鐘內(nèi)解離；而 ATP 結(jié)合后，F(xiàn)AD 的解離速率顯著降低，結(jié)合親和力提升約 30 倍，直接增強(qiáng)?；o酶A氧化酶活性。
（2）ATP 別構(gòu)結(jié)合位點(diǎn)
ATP結(jié)合位點(diǎn)是?；o酶A氧化酶的獨(dú)特結(jié)構(gòu)特征，埋于二聚體界面深處，緊鄰 FAD 結(jié)合位點(diǎn)，由兩個(gè)亞基的 α- 螺旋束（αM、αN、αL）構(gòu)成，而非常見(jiàn)的核苷酸結(jié)合環(huán)（loop）基序；僅存在于部分線(xiàn)蟲(chóng) ACOX 及少數(shù)植物 ACOX 中，人類(lèi) ACOX 無(wú)此位點(diǎn)，該調(diào)節(jié)機(jī)制為線(xiàn)蟲(chóng)等生物特有的代謝調(diào)控策略；僅結(jié)合 ATP，不結(jié)合 ADP、AMP、GTP 或脫氧 ATP，突變關(guān)鍵結(jié)合殘基會(huì)完全阻斷 ATP 結(jié)合，且導(dǎo)致 FAD 結(jié)合能力喪失。
（3）催化位點(diǎn)
?；o酶A氧化酶的催化位點(diǎn)位于 FAD 結(jié)合位點(diǎn)附近，核心為催化谷氨酸殘基，其功能是抽提酰基 - CoA 底物的 α- 質(zhì)子而活化。無(wú) ATP/FAD 時(shí)，催化環(huán)呈無(wú)序狀態(tài)；結(jié)合 ATP/FAD 后，催化環(huán)通過(guò)氫鍵網(wǎng)絡(luò)固定為活性構(gòu)象，確保催化效率[1,2]。
參考文獻(xiàn)
[1]Núria R ,Antonia B ,Cristina R , et al.Fibrate treatment does not modify the expression of acyl coenzyme A oxidase in human liver.[J].Clinical pharmacology and therapeutics,2002,72(6):692-701.
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