中國科學(xué)院研究生院生命科學(xué)學(xué)院酶學(xué)實(shí)驗(yàn)室始建于 1989 年，先后有 12 名教師在本實(shí)驗(yàn)室從事研究工作， 30余名研究生參與研究課題。目前本實(shí)驗(yàn)室有教授2人，副教授1人，博士研究生6人，碩士研究生6人；承擔(dān)5門研究生課程教學(xué)；科研包括生物化學(xué)、醫(yī)用酶學(xué)、植物化學(xué)、營養(yǎng)學(xué)等領(lǐng)域。現(xiàn)進(jìn)行的科研課題包含以下研究?jī)?nèi)容：脂肪酸合酶的結(jié)構(gòu)與功能，天然來源脂肪酸合酶抑制劑的結(jié)構(gòu)、作用機(jī)理及其減肥和抗癌作用; 細(xì)菌酮酰還原酶的結(jié)構(gòu)、抑制劑及抗菌功能；硫氧還蛋白還原酶的結(jié)構(gòu)與功能，天然來源的動(dòng)物硫氧還蛋白還原酶抑制劑及其抗動(dòng)脈硬化和癌癥的功能等。

肥胖是當(dāng)前世界上最受關(guān)注的健康問題之一，它和心腦血管病、Ⅱ型糖尿病、脂肪肝、乃至癌癥都有密切關(guān)聯(lián)。人們一直試圖解開肥胖之謎，市場(chǎng)上的減肥品也多得不可勝數(shù)，但人們對(duì)生物化學(xué)意義上的減肥靶點(diǎn)還知之甚少，這使很多減肥品的使用處于盲目狀態(tài)。

脂肪酸合酶（fatty acid sunthase, FAS,EC 2.3.1.85）是體內(nèi)催化合成脂肪酸的關(guān)鍵酶。動(dòng)物FAS是一個(gè)典型的多功能復(fù)合酶，結(jié)構(gòu)復(fù)雜（包含7個(gè)不同的功能域），分子量大（540KD）。近年來有關(guān)FAS生理功能的研究有了重大進(jìn)展。2000年《Science》報(bào)導(dǎo)在小鼠體內(nèi)抑制FAS后以丙二酰輔酶A為中介分子抑制下丘腦的進(jìn)食激素神經(jīng)信號(hào)肽Y表達(dá)，進(jìn)而降低攝食和體重，但小鼠的活動(dòng)能力并不下降。該文指出FAS可能成為肥胖癥的潛在治療靶點(diǎn)。本實(shí)驗(yàn)室的多項(xiàng)研究也表明FAS抑制劑具有控制體重的功能。現(xiàn)在看來，FAS很可能在能量代謝調(diào)節(jié)中起著重要作用。研究表明癌組織中的脂肪酸主要是自身合成的，多種癌細(xì)胞表達(dá)高水平FAS而合成脂肪酸。而FAS抑制劑可導(dǎo)致癌細(xì)胞程序性死亡。2000年美國科學(xué)家提出FAS可能提供一條新的癌癥化療途徑。該途徑由于毒性低還可能成為重要的癌癥預(yù)防方法。

FAS作為減肥靶點(diǎn)的研究歷史還很短，抑制劑的研究剛剛啟動(dòng)，有效的抑制劑還很少。本實(shí)驗(yàn)室陸續(xù)開展了FAS作用機(jī)制，中草藥及功能食品（如茶葉）中的FAS抑制劑及其減肥和抗癌作用等研究，至今已獲得一批成果。

1.      增進(jìn)了對(duì)動(dòng)物脂肪酸合酶的作用機(jī)制及去折疊過程的認(rèn)識(shí)。

首次提出動(dòng)物FAS的縮合中心（KS功能域）存在一個(gè)羧基負(fù)離子的結(jié)合部位，該部位在縮合反應(yīng)中是丙二酸單酰基的結(jié)合部位，并通過靜電作用使攜帶了丙二酸單酰基的ACP－輔基活臂向縮合中心定向運(yùn)動(dòng)；發(fā)現(xiàn)了FAS的NADPH底物抑制，通過相關(guān)動(dòng)力學(xué)的研究提出了NADPH在FAS上的結(jié)合促使活臂向還原中心運(yùn)動(dòng)的理論假設(shè)。以上為國際上首次對(duì)活臂運(yùn)動(dòng)規(guī)律的闡述。這些結(jié)果對(duì)認(rèn)識(shí)FAS中KS功能域的作用機(jī)制以及活臂的運(yùn)動(dòng)規(guī)律具有重要科學(xué)意義。通過變性研究得到了FAS去折疊過程中存在多個(gè)階段，依次為活性部位構(gòu)象微擾，各功能域之間三級(jí)結(jié)構(gòu)的變化，功能域內(nèi)部三級(jí)結(jié)構(gòu)的變化，二級(jí)結(jié)構(gòu)的打開。該結(jié)果對(duì)了解多功能復(fù)合酶的折疊規(guī)律提供了重要信息。

2.      在國際上首次提出動(dòng)物FAS活性對(duì)體脂調(diào)控有重要影響的新觀點(diǎn)。

    發(fā)現(xiàn)了家禽的體脂水平和FAS活性很強(qiáng)的正相關(guān)性，于1996年在國內(nèi)，1999年在國際上首次提出了FAS活性對(duì)體脂水平的調(diào)控可能有重要影響的觀點(diǎn)。美國科學(xué)家Loftus等于2000年在Science上提出了更深入的類似觀點(diǎn)，至今這個(gè)觀點(diǎn)已不斷獲得驗(yàn)證。我們?cè)诤罄m(xù)工作中，通過對(duì)陸續(xù)新發(fā)現(xiàn)的植源FAS抑制劑的研究，進(jìn)一步驗(yàn)證和豐富了這個(gè)觀點(diǎn)。該觀點(diǎn)對(duì)認(rèn)識(shí)能量代謝的調(diào)節(jié)控制這一重大問題提供了重要線索。

3.      在國際上首次較系統(tǒng)的開展天然來源FAS抑制劑研究，發(fā)現(xiàn)了多個(gè)植源FAS抑制劑，并構(gòu)建了第一個(gè)FAS抑制劑藥效團(tuán)模型。

    在國際上首次發(fā)現(xiàn)了綠茶中的酯型兒茶素EGCG、ECG、CG，紅茶中的茶黃素，黑茶中的茶褐素，葡萄中的白蘆黎醇，一些中草藥及楓葉中的黃酮類化合物槲皮素、桑色素、山奈酚、槲皮素－3－鼠李糖苷等是有效的FAS抑制劑。測(cè)定了這些抑制劑對(duì)FAS的抑制性質(zhì)、抑制動(dòng)力學(xué)及參數(shù)，分析了它們?cè)?SPAN lang=EN-US>FAS上的作用位點(diǎn)，探索了其作用機(jī)制。它們和已知的2個(gè)FAS抑制劑淺藍(lán)菌素及C75的抑制性質(zhì)及在FAS上的作用位點(diǎn)均不同，抑制能力相仿或更高，且無毒副作用。通過對(duì)它們的進(jìn)一步研究，成功地進(jìn)行了構(gòu)效分析，得到了相應(yīng)的規(guī)律，并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了FAS的多酚類抑制劑藥效團(tuán)模型。這是國際上被正式提出的第一個(gè)FAS抑制劑藥效團(tuán)模型，并在后續(xù)研究中多次驗(yàn)證了該模型的有效性。本項(xiàng)成果豐富了人們對(duì)FAS抑制劑及抑制機(jī)理的認(rèn)識(shí)，報(bào)道了多個(gè)新的高活性無毒的FAS抑制劑，并可為進(jìn)一步尋找、改善和設(shè)計(jì)新的FAS抑制劑提供依據(jù)。

4.      以新的視角為茶和部分中草藥的減肥機(jī)理提出了一個(gè)新解釋。

證實(shí)了口服綠茶、紅茶及桑寄生、何首烏、夜交藤等中草藥提取物對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有明顯的抑食、減重效用，而它們對(duì)FAS均有很強(qiáng)的抑制作用。這和Loftus等報(bào)道的注射C75、淺藍(lán)菌素通過抑制FAS使小鼠抑食、減重的結(jié)果相一致。進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)茶和部分中草藥的減重效果和它們抑制FAS的能力有正相關(guān)性。在國際上首次提出茶和部分中草藥的減肥機(jī)理和抑制FAS有關(guān)的理論假說。這是解釋相關(guān)減肥機(jī)理的一個(gè)全新的視角，對(duì)更科學(xué)地利用茶和中草藥的保健功能可能具有重要的指導(dǎo)作用。

我們是在國內(nèi)外最早系統(tǒng)地研究天然來源FAS抑制劑的實(shí)驗(yàn)室，成果已受到國內(nèi)外同行的關(guān)注和肯定。2006年我們應(yīng)約在國際主流刊物Current Medicinal Chemistry (SCI, 2007IF4.9)上發(fā)表了相關(guān)綜述，在Nova Science publishers, Inc.出版的《Weight Loss, Exercise and Health Research》一書中寫了其中的Chapter 2。我們發(fā)表的論文也獲得了相當(dāng)高的引用率。我們和國內(nèi)外相關(guān)專家也保持著經(jīng)常的學(xué)術(shù)聯(lián)系和交流。

細(xì)菌酮酰還原酶和動(dòng)物硫氧還蛋白還原酶是本實(shí)驗(yàn)室科研的新增長點(diǎn)，其在開發(fā)新的抗菌抗炎及抗動(dòng)脈硬化方面可能具有重要潛力。其后我們將介紹相關(guān)研究進(jìn)展。

本實(shí)驗(yàn)室主持人田維熙教授1945年出生，1968年清華大學(xué)化學(xué)專業(yè)本科畢業(yè)，1981年中國科學(xué)院生物化學(xué)專業(yè)研究生畢業(yè)。80年代曾在美國紐約州立大學(xué)做訪問學(xué)者和博士后研究。1993年開始在中國科學(xué)院研究生院擔(dān)任教授，曾任生物系常務(wù)副主任，中科院生物大分子國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室學(xué)術(shù)委員，現(xiàn)任校教學(xué)委員會(huì)委員、生物學(xué)科專家委員會(huì)委員、博士生導(dǎo)師。曾獲國家自然科學(xué)二等獎(jiǎng)、中科院自然科學(xué)一等獎(jiǎng)和3項(xiàng)省市級(jí)科技獎(jiǎng)，并獲得政府特殊津貼。先后主持了十余項(xiàng)國家級(jí)、省市級(jí)、和國際合作科研項(xiàng)目。至今已發(fā)表學(xué)術(shù)刊物論文60多篇，其中近40篇被SCI收錄；國際和全國性學(xué)術(shù)會(huì)議論文約30篇，申報(bào)國家發(fā)明專利8項(xiàng)。

代表性論文（有關(guān)FAS）：

1.  Yan Shi, Wei Luo, Wei-xi Tian*, Tong Zhang and Hai-Meng Zhou. Inactivation and conformational changes of fatty acid synthase from chicken liver during unfolding by sodium dodecyl sulfate. The international Journal of Biochemistry &Cell Biology （1998）30:  1319-1330

2.  Mei LI, Yan Shi and Weixi Tian*. Factors influencing the level of fatty acid synthase complex activity in fowl.  Biochemistry and Molecular Biology International (1999) 47, 1: 63-69

3.  Xuan Wang and Weixi Tian*. Green Tea Epigallocatechin Gallate: A Natural Inhibitor of Fatty-Acid Synthase. Biochmical and Biophysical Research Communications (2001) 288: 1200-1206

4.  Xuan Wang, Ke-Sheng Song, Qing-Xiang Guo, Wei-Xi Tian*. The galloyl moiety of green tea catechins is critical structural feature to inhibit fatty-acid synthase. Biochemical Pharmacology (2003) 66: 2039-2047

5.  Wei-Xi Tian*, Li-Chun Li,  Xiao-Dong Wu, Chuan-Chu Chen. Weight reducing by Chinese medicinal herbs may be related to inhibition of fatty acid synthase. Life Science (2004) 74: 2389-2399

6.  Bing-Hui Li，Xiao-Feng Ma, Yan Wang and Wei-Xi Tian*. Structure-Activity Relationship for Polyphenols Inhibiting Fatty Acid Synthase. Journal of Biochemistry (2005) 138(5):679-686

7.  Xiaofeng Ma, Weixi Tian*, Linhuan Wu, Xueli Cao, Yoichiro Ito. Isolation of quercetin-3-O-L-rhamnoside from Acer truncatum Bunge by high-speed counter-current chromatography. Journal of Chromatography A, (2005) 1070: 211-214

8.  Ya-Tao Du，Xuan Wang, Xiao-Dong Wu and Wei-Xi Tian*. Keemun black tea extract contains potent fatty acid synthase inhibitor and reduces food intake and body weight of rats via oral intubation. Journal of Enzyme Inhibition and Medicinal Chemistry (2005) 20, 4: 349-356

9.  Rui Zhang, Wenping Xiao, Xuan Wang, Xiaodong Wu, Weixi Tian*. Novel Inhibitors of Fatty Acid Synthase from Green Tea (Camellia sinensis Xihu Longjing) with High Activity and New Reacting Site. Biotechnology and Applied Biochemistry, (2006) 43: 1-7

10.     Yan Wang, Shu-Yan Zhang, Xiao-Feng Ma & Wei-Xi Tian*. Potent inhibition of fatty acid synthase by parasitic loranthus [Taxillus chinenesis (DC.) Danser] and its constituent avicularin. Journal of Enzyme Inhibition and Medicinal Chemistry, (2006) 21(1): 87-93

11.     Wei-Xi Tian. Inhibition of fatty acid synthase by polyphenols. Current Medicinal Chemistry, (2006) 13 (8): 967-977

12.     孫穎慧，張睿，張淑妍，馬曉豐，田維熙。首烏藤提取物對(duì)動(dòng)物脂肪酸合酶的抑制及其對(duì)大鼠和小鼠的減肥抑食作用。中國科學(xué)院研究生院學(xué)報(bào)（2007）24 (4): 453-459

13.     Wen-Hua Zhao, Chunchun Gao, Ying-Xia Zhang , Wei-Xi Tian. Evaluation of the Inhibitory activities of Aceraceous Plants on Fatty Acid Synthase.. Journal of Enzyme Inhibition and Medicinal Chemistry, (2007) 22 (4): 501-510

14.     Shu-Yan Zhang, Chao-Gu Zheng, Xi-Yun Yan and Wei-Xi Tian*. Low concentration of condensed tannins from catechu significantly inhibits fatty acid synthase and growth of MCF-7 cells. Biochmical and Biophysical Research Communications.(2008) 371: 654-658

15.     Shu-Yan Zhang, Yan Wang, Xiao-Feng Ma, Xue-Li Cao, Wei-Xi Tian. Novel and Potent Inhibitors of Fatty Acid Synthase from Catechins Treated by Heating in Acid. Journal of Enzyme Inhibition and Medicinal Chemistry. (2008) (accepted)

中國發(fā)明專利：

1.      茶葉溫浸提取物的新用途。發(fā)明人：田維熙；吳柏南；李麗春；吳曉東；黃莉莉。專利號(hào)：ZL01104305.3。申請(qǐng)日：2001年2月23日，授權(quán)公告日：2004年10月13日。

2.      何首烏溫浸提取物的新用途。發(fā)明人：田維熙；李麗春；吳曉東；陳傳楚；李寶和。專利號(hào)：ZL01104309.1。申請(qǐng)日：2001年2月23日，授權(quán)公告日：2005年1月12日。

3.      桑寄生提取物的新用途。發(fā)明人：田維熙；李麗春；吳曉東；陳傳楚；王玄。專利號(hào)：ZL01109237.8。申請(qǐng)日：2001年2月28日，授權(quán)公告日：2005年11月16日。

4.      首烏藤提取物的新用途。發(fā)明人：田維熙；李麗春；張睿；吳曉東。專利號(hào)： ZL02124012.4。申請(qǐng)日：2002年6月14日，授權(quán)公告日：2006年4月26日。

5.      紅茶提取物的新用途。發(fā)明人：田維熙；王玄；吳曉東。專利號(hào)： ZL02155282.7。申請(qǐng)日：2002年12月12日，授權(quán)公告日：2007年8月22日。

6.      高良姜提取物的新用途。發(fā)明人：田維熙；李兵輝；吳曉東。專利號(hào)：ZL02117570.5。申請(qǐng)日：2002年5月8日，授權(quán)公告日：2007年4月4日。

7.      一種脂肪酸合酶抑制劑及其制備方法與應(yīng)用。發(fā)明人：田維熙；張睿；肖文平；王燕；李兵輝。專利申請(qǐng)?zhí)枺?SPAN lang=EN-US>200510056453.7。申請(qǐng)日：2005年3月23日。

8.      具有脂肪酸合酶抑制活性的寡聚物及其應(yīng)用。發(fā)明人：田維熙；張淑妍；王燕；孫穎慧。專利申請(qǐng)?zhí)枺?SPAN lang=EN-US>200710120474.X。公開公告號(hào)：101130491A。申請(qǐng)日：2007年8月20日。