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生物膜是细胞结构的基本形式，为细胞生长提供屏障。生物膜在物质运输、能量转换、信号传递、细胞免疫、神经传导、代谢调控、肿瘤发生等方面发挥着重要的作用。甘油磷脂是构成生物膜的重要组成部分。胞苷二磷酸-二酰基甘油(CDP-DAG)是甘油磷脂合成过程中一种重要的中间产物，可以作为底物进一步合成磷脂酰肌醇、磷脂酰甘油和磷酯酰丝氨酸等甘油磷脂。CDP-DAG的合成酶主要有两种，分别是CDS(Phosphatidate cytidylyltransferase)和Tam41(translocator assembly and maintenance protein41)。其中CDS广泛存在于原核生物和真核生物的内质网中，是一个整合膜蛋白。而Tam41则主要存在于真核生物的线粒体上，是一个外周膜蛋白。为了解释CDS和Tam41这两个同工酶在催化合成CDP-DAG这一反应过程中不同的底物结合和催化机制，我们对这两个蛋白展开了结构和功能方面的研究。 首先我们解析了海栖热袍菌（Thermotoga maritima）来源CDS(TmCdsA)的结构，该结构是一个同质二聚体，每一个单体中包括9段跨膜螺旋。这9段跨膜螺旋构成了N末端结构域(NTD)、中间结构域(MD)和C末端结构域(CTD)。在这三个结构域中，MD介导二体的形成，NTD和CTD共同组成了一个与催化有关的空腔。催化活性中心在这个空腔中，由位于空腔底部的Mg2+离子、K+离子、219和249位天冬氨酸以及一系列带电荷的氨基酸残基共同构成。空腔的开口分别朝向胞质侧和细胞膜的脂双分子层，因此脂溶性的底物磷脂酸和水溶性的底物胞苷三磷酸可以通过这两个开口分别进入催化反应中心。目前对TmCdsA的酶促反应机制的推测是，在Mg2+离子的帮助下，磷脂酸的磷酸基团亲核攻击CTP的α位磷酸，形成磷酸二酯键。K+离子则与CTP的β位和γ位结合，帮助焦磷酸顺利从反应中心释放到胞质中。但是由于缺乏复合物的结构，这个机制仍需要进一步的验证。 接下来我们解析了SpTam41蛋白可溶区截短体SpTam41_Del4的结构。该截短体的结构也是一个同质二体，每一个单体中的15段α螺旋和8段β折叠构成了蛋白的核酸转移酶结构域和中间结构域。在SpTam41_Del4的结构中缺失C末端的4段α螺旋，这4段α螺旋构成了蛋白的C末端结构域。核酸转移酶结构域中含有核酸转移酶的特征性序列，是催化活性中心所在的区域。结构中缺失的C末端结构域的末端包含一段双亲性螺旋，能帮助蛋白附着在膜上，并且可能起到帮助底物结合的作用。 虽然CDS和Tam41都是CDP-DAG的合成酶，但是两者在结构上存在着明显的差别。CDS是由九个跨膜螺旋形成的整合膜蛋白，其催化反应中心位于膜上;Tam41则是外周膜蛋白，仅依靠C末端的双亲性螺旋与膜相互作用，催化反应中心位于核酸转移酶结构域区域。然而这两个酶的催化反应都依赖二价金属离子，并且催化活性中心都存在保守的带负电氨基酸，因此可能具有相似的催化反应机制。我们的结构展示了CDS和Tam41的催化反应中心，为深入理解CDP-DAG合成酶的底物结合机制和催化反应机制提供了基础。