铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)是一种人类条件致病菌,可引起医院内获得性感染,对铜绿假单胞菌的防治是医学研究的热点。脂肪酸(fatty acid,FA)是细胞膜的重要组分,是细菌生长的必须物质。细菌脂肪酸合成的每一步反应都有特定的酶催化,其中3-酮脂酰ACP合成酶Ⅲ是脂肪酸合成起始反应的关键酶。在铜绿假单胞菌中存在两个3-酮脂酰ACP合成酶Ⅲ:PA3286和PA5174。研究表明PA5174负责脂肪酸的从头合成,其底物为短碳链的脂酰CoA,而PA3286以中等链长的脂酰CoA为底物起始合成长链脂肪酸,是一种特殊的3-酮脂酰ACP合成酶。脂酰CoA合成酶是外源脂肪酸活化的关键酶,可将脂肪酸转化为脂酰CoA,用于脂肪酸β-氧化和其它代谢。铜绿假单胞菌基因组含有六个脂酰CoA合成酶编码基因,早期研究发现FadD1和FadD2是外源脂肪酸活化的关键酶,但是这两个蛋白与脂肪酸合成起始的关系不清楚。本研究首先进行了铜绿假单胞菌fadD1和fadD2对大肠杆菌fadD突变株JW1794-1的互补分析,并证明fadD1和fadD2编码的蛋白均具有脂酰CoA合成酶活性。接着利用同源重组方法获得fadD1和fadD2基因敲除突变株,平板检测结果显示,ΔfadD1利用长链脂肪酸的能力明显减弱,而ΔfadD2基本与野生型PAO1一致,说明在铜绿假单胞菌中FadD1是主要的活化外源脂肪酸的酶,而FadD2只起到辅助作用。然后对PA5174和PA3286进行了突变研究,发现PA5174敲除突变株在丰富培养基LB的生长滞后于野生型,但是在添加了中等链长脂肪酸之后,突变株的生长可以恢复;而PA3286的突变菌株对外源脂肪酸的利用无特殊要求。这也与前人的结果一致。进一步构建了脂酰CoA合成酶(FadD1和FadD2)和3-酮脂酰ACP合成酶Ⅲ(PA5174和PA3286)的双突变菌株。研究发现,fadD1和fadD2突变对PA3286突变菌株以及fadD2的突变对PA5174突变菌株的生长无影响,但是fadD1突变后,PA5174突变菌株在外源添加辛酸或月桂酸之后也不能恢复正常生长。这表明外源脂肪酸需要通过FadD1的活化方能用于脂肪酸的起始合成。