化學家們成功捕獲了化學合成過程中的一些分子，揭示出了細胞機器的一個基礎部件運作的動畫視圖。他們觀察的這一系統是一個重要的代謝信號通路，其生成了脂肪和細胞膜等結構的主要成分：脂肪酸。研究人員將他們的研究結果發表在12月22日的《自然》（Nature）雜志上。

出于各種目的科學家們一直想要調控這一信號通路：例如，抑制癌細胞或有害細菌的混亂生長，或是提高藻類產油作為燃料。但由于缺乏有關分子參與這種合成互作的機制的完整信息，這些努力往往以失敗告終。

加州大學生物化學家Michael Burkart說：“我們需要破解這一通訊密碼，在分子水平上了解蛋白質相互之間協同作用的機制。”Burkart和加州大學歐文分校的Shiou-Chuan (Sheryl) Tsai共同領導了這一研究。

然而他們所面臨的挑戰是，生物分子通常是在運動中起作用。Tsai說：“這類似于一個巨大的機器，我們需要了解這臺發動機的不同部件是如何組裝到一起，協同發揮作用的。”

捕獲變化中的結構圖像要求這一化學家小組具有互補領域的專業知識。他們協作揭示出了一種載體蛋白的分子舞蹈，這一載體蛋白負責穩定及運送不斷生成的脂肪酸鏈。

Tsai是X射線晶體學專家，化學家們常利用X射線晶體學方法將蛋白質固定，生成它們的靜態結構圖。研究小組研究的這種蛋白質：酰基載體蛋白（ACP）由于頻繁地移動，因此對其開展研究極具挑戰。

為了固定住ACP和其他蛋白，Burkart研究小組開發了一種分子工具箱，其中的一組小分子可以將蛋白質一起固定在它們的運作構象中。

Tsai說：“Mike固定它們，我負責拍照。”利用這種策略生成了兩種快照，顯示不同的互作狀態。

隨后，與加州大學圣地亞哥分校的化學和生物化學教授Stanley Opella合作，他們采用一種不同的方法：核磁共振擴展了他們的觀察結果，揭示出溶液中這種載體蛋白和酶的運動。由加州大學圣地亞哥分校化學和生物化學教授J. Andrew McCammon領導的研究小組采用動態分子模型驗證了這些觀察結果。

他們看到了鹽橋形成，酶抓住一些螺旋將它們拉開。不斷生長的脂肪酸鏈也卷曲成環進入到這一載體分子的一個口袋中。Burkart說：“我們稱它為有袋蛋白。它保護了脂肪酸鏈，直至產物離開。

Tsai說：“我們原以為這一微小蛋白只是一種轉運蛋白。但當它彈出它的貨物時，它就像活塞一樣發揮作用。我們看到一個螺旋瓦解將脂肪酸推了出去。”

利用這一方法，這一研究小組將能夠繼續解析蛋白質之間的相互作用，這是成功操控生物合成信號的一個關鍵步驟。