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)酶在底物依賴動力學分析中呈現(xiàn)出CTP誘導的變構(gòu)效應。每個TmCdsA單體中含有九個跨膜螺旋，組成了三個結(jié)構(gòu)域。該膜內(nèi)酶的活性中心含有兩個金屬離子的結(jié)合位點，其中一個為Mg2+離子，另一個為K+離子。進一步的突變體酶活實驗分析結(jié)果驗證了晶體結(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保守的天冬氨酸殘基和與之結(jié)合的兩個金屬離子（Mg2+和K+）。此外，該項工作還首次在膜內(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的CDP-DAG合成機制。