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聚酮化合物FR901464及其结构类似物具有极高的抗肿瘤活性及抑制前体mRNA剪接的功能。唐功利老师组对FR901464的生物合成途径进行了深入地研究，发现FR901464的骨架结构主要是由Ⅰ型聚酮合成酶(Polyketide Synthase，PKS)催化合成。在FR901464骨架链合成中存在两种类型的酰基载体蛋白(Acyl CarrierProtein，ACP):一类是负责骨架链延伸的ACP，共包括14个ACP功能域;另一类是与β-支链合成相关的由独立基因fr9M编码的ACP，即FR9M。同时他们还发现FR901464生物合成中并不存在串联在模块中酰基转移酶(Acyl Transferase，AT)，它的AT由独立基因编码，游离于模块之外，分别为FR9B、FR9J、FR9O，属于trans-AT。活性实验表明FR9B没有催化两种类型ACP的活性，而FR9J和FR9O均具有催化丙二酰基辅酶A(Malony CoA，MCoA)转移至两种类型ACP上的活性。 为了从结构上解释两种类型ACP如何发挥不同的功能，从负责骨架链延伸过程的14个ACP中选择FR9F第四模块ACP（简称FA4）作为研究对象。首先利用液相核磁共振技术分别解析了apo型和holo型FA4的结构，二者整体折叠相似，均由四段α-螺旋构成;holo型FA4中，Ppant仅对局部残基有轻微扰动。蛋白质主链NH的动力学T1、T2和异核NOE实验结果表明holo-FA4和apo-FA4整体骨架较为刚性;末端的残基和辅臂Ppant较为灵活。 FA4与已解析结构的FR9M相比，α1与α4明显偏长，同时α螺旋的走向也发生变化，造成疏水空腔的大小发生变化。同时holo-FR9M和holo-FA4表面电势存在明显差异。推测这么明显的差异可能介导它们与不同的蛋白发生特异性相互作用，从而导致发挥不同的功能。 为了探究FR9J和FR9O是否具有特异性识别两种类型ACP的能力，首先对FR9J和FR9O进行表达尝试，但FR9J和FR9O均为包涵体表达。转而对FR901464的结构类似物Thailanstatins生物合成中相对应的AT蛋白TSTJ和TSTO（TSTJ与FR9J、TSTO与FR9O序列相似性高达80％）进行研究，其中仅有TSTO为上清表达。与TSTJ相比，TSTO蛋白中C端“多出”近100个氨基酸的灵活区域，不利于晶体堆积。采用酶解的方法，将TSTO C端的大部分loop去除，得到截短体TSTOΔC，并获得该截短体的晶体结构，分辨率为2.2(A)。同时通过BioSAXS实验和I-TASSER软件建模获得了全长TSTO的结构模型。通过体外酶动力学实验和核磁滴定实验，发现截短体TSTOΔC与全长TSTO催化两种类型ACP的活性相当，所以推测它们与两种类型ACP均为瞬时接触，并没有特异性的相互作用，同时TSTO C端的柔性区域没有影响其催化效率。 在cis-AT PKS体系中，红霉素合成酶(6-deoxyerythronide B Synthase，DEBS)中的KS-AT dimer晶体结构表明，post-AT linker通过保守残基与KS之间形成疏水核心和氢键。所以提出疑问TSTO的C端近100个残基的loop是否通过与酮酰基合成酶(β Ketosynthase，KS)相互作用，间接识别两种类型的ACP。核磁滴定实验表明链延伸区的KS与FA4之间存在相互作用。同时向标记的TSTOΔC样品中滴加链延伸区的KS，15N-1H TROSY信号会发生相对明显的位移，这种位移会随着底物的加入进一步变大。而向全长TSTO样品中滴加链延伸区的KS时，15N-1HTROSY谱图信号则没有明显的位移。所以推测酰基转移酶TSTO的C端柔性区域调节其与KS蛋白的相互作用。进一步结构分析表明，在FR901464生物合成中酰基转移酶FR9J及FR9O通过与KS特异性相互作用间接识别两种类型的ACP。