2014年6月27日，Nature communications期刊在線發(fā)表了中科院生物物理所柳振峰研究組報(bào)道的嗜熱古菌Thermotogamaritima來源的胞苷二磷酸-二脂酰基甘油（CDP-DAG）合成酶（TmCdsA）的研究成果。這也是CDP-DAG合成酶（Cds）膜蛋白家族被解析出來的第一個(gè)晶體結(jié)構(gòu)。CDP-DAG合成酶是磷脂酰甘油(PG)、磷脂酰肌醇(PI)以及磷脂酰絲氨酸(PS)合成過程的重要中間酶。

柳振峰等人研究發(fā)現(xiàn)TmCdsA形成了穩(wěn)定的二聚體，該二聚體膜內(nèi)酶在底物依賴動(dòng)力學(xué)分析中呈現(xiàn)出CTP誘導(dǎo)的變構(gòu)效應(yīng)。每個(gè)TmCdsA單體中含有九個(gè)跨膜螺旋，組成了三個(gè)結(jié)構(gòu)域。該膜內(nèi)酶的活性中心含有兩個(gè)金屬離子的結(jié)合位點(diǎn)，其中一個(gè)為Mg2+離子，另一個(gè)為K+離子。進(jìn)一步的突變體酶活實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果驗(yàn)證了晶體結(jié)構(gòu)中參與構(gòu)成活性中心的一系列重要極性氨基酸殘基。結(jié)果發(fā)現(xiàn)活性中心的核心包含了兩個(gè)保守的天冬氨酸殘基和與之結(jié)合的兩個(gè)金屬離子（Mg2+和K+）。此外，該項(xiàng)工作還首次在膜內(nèi)酶中發(fā)現(xiàn)一種雙開口的底物結(jié)合口袋，這一特征使得TmCdsA能夠同時(shí)接納水溶性和脂溶性兩種性質(zhì)和來源截然不同的底物分子。面向胞質(zhì)的開口使得TmCdsA能夠接收胞漿來源的CTP/dCTP分子，而面向膜內(nèi)的開口使得其能夠從膜上獲取疏水底物磷脂酸分子?；诮Y(jié)構(gòu)和功能分析的結(jié)果，論文中首次提出了一種類似于DNA聚合酶的雙金屬介導(dǎo)的CDP-DAG合成機(jī)制。