酰基转移酶的定义与核心作用

酰基转移酶（Acyltransferase，简称AT，部分文献中也用AAT指代特定类型酰基转移酶）是一类催化酰基基团从供体分子转移到受体分子的酶类。这类酶广泛存在于生物体内，参与脂质代谢、信号分子合成、药物代谢等多种生理过程。其核心功能是通过形成酯键、酰胺键等方式，实现酰基的定向转移，维持细胞内物质转化的动态平衡。

底物与产物的特异性

酰基转移酶对底物具有一定的选择性。供体分子通常是酰基-CoA（如乙酰-CoA、脂酰-CoA），或含有活性酰基的酯类化合物；受体分子则可能是醇、胺、氨基酸或其他含羟基/氨基的化合物。例如，乙酰转移酶（AAT的一种）催化乙酰基从乙酰-CoA转移到蛋白质的特定氨基酸残基（如赖氨酸），形成乙酰化修饰产物，这一过程在基因表达调控中起重要作用。不同类型的酰基转移酶对应不同的酰基供体和受体组合，决定了其在代谢途径中的特定功能。

催化反应的分子机制

酰基转移酶的催化机制通常涉及酶活性中心的关键氨基酸残基（如组氨酸、丝氨酸）。首先，酶与酰基供体结合，通过亲核攻击使酰基转移到酶分子的活性位点，形成酶-酰基中间复合物。随后，受体分子进入活性中心，与酰基结合，完成酰基的转移并释放产物。部分酰基转移酶需要辅助因子（如金属离子、辅酶A）参与，以稳定过渡态或传递电子，提高反应效率。例如，甘油三酯合成中的脂酰转移酶依赖Mg²⁺维持活性构象，确保脂酰基高效转移到甘油骨架上。

生理功能与调控

在细胞代谢中，酰基转移酶的活性受到严格调控。其表达水平、亚细胞定位及翻译后修饰（如磷酸化）均可影响酶活性。例如，肝脏中的乙酰辅酶A羧化酶（一种酰基转移酶）受胰岛素和胰高血糖素的调控，在能量充足时促进脂肪酸合成，在能量缺乏时则抑制该过程。此外，酰基转移酶的异常表达或活性改变与多种疾病相关，如脂代谢紊乱、癌症等，因此成为医学研究的重要靶点。

体外研究中的作用

在实验室研究中，酰基转移酶常被用于酶动力学分析、代谢途径重构及生物催化合成。通过重组表达纯化的酰基转移酶，可在体外模拟体内酰基转移反应，帮助研究者解析酶的底物偏好性、抑制剂作用机制等。例如，利用酰基转移酶催化合成特定酯类化合物，为药物前体或精细化学品的制备提供高效途径。