介绍
酰化氨基酸水解酶是一类功能多样的酶，属于金属依赖型水解酶（MEROPS 数据库 M38 家族），它能够绿色合成N-酰基氨基酸、作为代谢疾病诊断标志物的检测靶点，主要催化N-酰基-L-氨基酸的酰胺键水解。
酰化氨基酸水解酶
应用
绿色合成N-酰基氨基酸
从Paraburkholderia monticola分离的酰化氨基酸水解酶，可在水性体系中催化脂肪酸月桂酸、硬脂酸等与L-苯丙氨酸、L - 精氨酸等的酰化反应，高效合成N-酰基氨基酸（转化率最高 75%）。相比化学合成更环保，且避免副反应。同时，该酶也可水解长链 N - 酰基氨基酸N - 月桂酰 - L - 丙氨酸，用于拆分乙酰化氨基酸混合物，制备光学纯氨基酸。
作为代谢疾病诊断标志物的检测靶点
酰化氨基酸水解酶缺乏症的诊断核心是通过气相色谱 - 质谱（GC-MS）检测患者尿液中升高的 N - 乙酰丙氨酸、N - 乙酰甲硫氨酸等乙酰化氨基酸——这些物质因酰化氨基酸水解酶缺失无法被水解，导致蓄积。可作为高亲和力配体结合蛋白，用于探索激素受体肝雄激素受体的结构与信号通路。
机制
酰化氨基酸水解酶的核心机制是催化N-酰基-L-氨基酸的酰胺键水解，酶活性依赖锌（Zn²⁺）、钴（Co²⁺）等二价金属离子，金属离子与酶活性中心的组氨酸（H）、天冬氨酸（D）残基配位，稳定反应中间体；其催化的核心反应为N - 酰基 - L - 氨基酸和H₂O 生成游离L-氨基酸和乙酸。优先水解短链 N - 酰基 - L - 氨基酸（除 N - 乙酰天冬氨酸，后者由 ACY2 水解），而细菌来源的 PmAcy 更偏好长链脂肪酸衍生的N-酰基氨基酸。在特定条件下（如高浓度底物、pH 8.0 左右），酶可逆向催化酰化反应，利用脂肪酸与氨基酸的羧基、氨基，形成酰胺键生成 N - 酰基氨基酸。
缺乏酰化氨基酸水解酶的症状
酰化氨基酸水解酶缺乏症是罕见常染色体隐性遗传病，因 ACY1基因突变（纯合突变 c.1057C>T，p.Arg353Cys）导致酶活性缺失，症状高度异质，从无症状到严重神经损伤均有，具体表现如下：患者韦氏儿童智力量表（WISC-III）评分处于“低于平均水平上限”，且言语能力如语言发音障碍、书写困难，显著弱于感知能力；虽智力水平更高，但仍存在言语能力不均衡。患者无法骑自行车（平衡、协调障碍），部分病例报道肌张力障碍（全身肌肉僵硬）、惊厥。少数患者伴自闭症特征，如社交退缩、重复行为。因代谢异常出现非酒精性脂肪肝（超声显示肝弥漫性高回声）、肥胖（BMI 29.0 kg/m²）、高尿酸血症（463 μmol/L，高于正常上限），这些症状与酰化氨基酸水解酶缺失间接相关，并非所有患者均出现。部分患者可能出现脑皮质层状坏死、胼胝体发育不全、小脑蚓部发育不良等，提示神经损伤可能涉及脑结构异常[1,2]。
参考文献
[1]Haeger G ,Jolmes T ,Oyen S , et al.Novel recombinant aminoacylase from Paraburkholderia monticola capable of N-acyl-amino acid synthesis.[J].Applied microbiology and biotechnology,2024,108(1):11-14.
[2]Smolka V ,Friedecky D ,Kolarova J , et al.Aminoacylase 1 deficiency: case report on three affected siblings.[J].AME case reports,2024,818-18.