微生物从头合成生物素主要经历两个阶段,第一阶段为庚二酸单酰Co A/ACP（pimeloyl-Co A/ACP）的催化合成。第二阶段是生物素双杂环的催化合成。相对于第一阶段,第二阶段在不同微生物之间相对保守主要由BioF、BioA、BioD和BioB依次催化合成。庚二酸单酰Co A/ACP主要有三条途径合成:BioC-BioH途径、BioI-BioW合成途径以及BioZ途径。目前为止,BioC-BioH途径和BioI-BioW途径的分子机制阐述的较为清楚,而BioZ的分子机制依旧不清晰。首先,本文通过蛋白质晶体结构生物学方法解析了分辨率为1.58（?）弗朗西斯氏菌BioJ蛋白的晶体结构和分辨率为1.99（?）根瘤农杆菌BioZ蛋白的晶体结构。通过与BioH结构比对发现BioJ的催化中心为S151、D248和H278。BioJ的体外酶活反应发现BioJ可以催化戊二酸单酰ACP乙酯、庚二酸单酰ACP甲酯和庚二酸单酰乙酯。通过无根进化树的建立,发现BioZ属于β-酮酯-ACP聚合酶家族。将BioZ的结构与Fab H的结构进行比对发现BioZ的催化中心为C115、H255和N285。通过体外脂肪酸合成体系,鉴定出BioZ的底物为庚二酸单酰Co A/ACP和丙二酸单酰ACP。通过ITC分别测得BioZ与庚二酸单酰Co A/ACP和丙二酸单酰ACP的亲和力,发现BioZ与庚二酸单酰Co A/ACP的亲和力较大。有意思的是在BioZ反应口袋底部带正电荷的S84、R147和S287可以有效的中和戊二酸单酰Co A/ACP的脂酰基尾端羧基带的负电荷,且这三个氨基酸在BioZ识别戊二酸单酰Co A/ACP时起到关键作用。综上所述,本篇文章解析了弗朗西斯氏菌的BioJ蛋白和根瘤农杆菌BioZ蛋白的晶体结构,并鉴定出了BioJ蛋白和BioZ蛋白的反应机制。并提出了BioZ识别底物的分子模型。