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乳酸的逆袭兄弟——衣康酸!一文带你了解衣康酸

发布时间:2025-01-07
自2019Nature内容中第一次宣传报道乳硝化作用呈现,乳酸这样“新陈代谢垃圾”一跃称得上“遗迹小原子”,也可以说“十多年之久窗下無人问,一跃出名九州知”。只不过道,作为一个三羧酸巡环(TCA)之间代谢物的衣康酸(Itaconate,ITA)跟乳酸竟有差不多的际遇,从年后始的“另作来用”,到现在察觉到其核心的动物学功效,相当是在免疫力监测探析域。当下,小编我让你一同清楚一下下衣康酸的“今身来世”与“今身”。

01、衣康酸的看见与成长

衣康酸的遇到行可追寻到19新世纪30年份(图1)。年后始其主要看作有一种根本的可挥发生成和化工类生产销售食材被所知。1840年,法国专家学者Gustav Crasso核定了衣康酸是顺乌头酸热化解发应的物品,重在新步骤排列顺乌头酸(aconitate)的英语怎么说符号步骤,将该物品排序为衣康酸(itaconate)。 衣康酸的发展前景历经了从首先的化工业软件到自己的定义其生物学技术学能力的转为。到了近104年,地理生物学学家们才看到衣康酸出现于母乳喂养食草节肢动物巨噬血细胞内,但是都是种极具关键所在性抗体宏观调控能力的产生货物。2014年,Michelucci几人阐释了母乳喂养食草节肢动物中衣康酸的生物学技术自动合成路径。自那过后,过多探究提出了衣康酸在抗体现象、产生和细菌感染中关键所在部门的关键所在性能力,探究搜索热度长期提升(图2)。

图1:衣康酸(ITA)研究方案时表

(图源:Ye, Dan et al.,Trends Endocrinol Metab. 2024)

图2:PubMed衣康酸及衣康碱化修饰语文章汇总

02、衣康酸在不相同疾患研发中的采用

充当TCA无限循环中的这段时间分解物,衣康酸调低分解、免疫细胞性细胞和真菌染上彼此的上下级用,为治愈免疫细胞性细胞真菌染上性病症提拱了替换治愈攻略。Lampropoulou抓捕首先证明材料静脉血管输注DMI可提高小鼠脑供血不足这段时间的冠心病面積,之后发布了数篇论文提纲,有关资料了在种种真菌染上性病症的動物沙盘模型工具中赋予ITA或其生物学突显产生物的治愈益处,例如抗病力毒和疾患染上,以避免斑秃、胃癌、食物纤维化、核心移植成功、I/R损害、肥嘟嘟症、骨环节炎、面神经退行性病症、败血症、癌症晚期等(表1-2)。这种论述关注了为ITA的认知在不同于病症题材下缓减真菌染上和相关联病理报告的广泛性潜力股。与此同时,较近的论述取决于,在小鼠沙盘模型工具中,IRG1人类基因的异常大大减少了良性肿瘤植物的生长并开展了免疫细胞性细胞治愈的药理作用。然而,这种发现为在医学学习环境中找寻对ITA预警的治愈攻略提拱了更让人信赖的说法基础知识。 (表源:Yang, Wenchang et al.,Cell Mol Biol Lett. 2023)

表1 衣康酸非常产生物在的不同病毒模板中的参予机能

(表源:Yang, Wenchang et al.,Cell Mol Biol Lett. 2023)

表2 衣康酸还有在癌证中的角色

03、衣康酸的怪物炼制与新陈代谢

衣康酸是TCA反复的的在过程中结果,由抗体回话基因组1(IRG1)商品编码的乌头酸脱羧酶(ACOD1)使顺乌头酸脱羧所带来。乳期动物界癌受损生殖细胞膜,主要的是骨髓癌受损生殖细胞膜,所带来ITA看做抗体生理现象的一本分,并采用它来调高真菌感染。在所带来ITA的癌受损生殖细胞膜中,ITA被葡萄糖氧化转换成葡萄糖氧化新陈排泄可在三个生理现象采取:第一ITA转换为衣康酰辅酶a,随后衣康酰辅酶a水合为柚子酰辅酶a,然后柚子酰辅酶a裂解为乙酰辅酶a和甲苯酸,各自由琥铂酰辅酶a制成酶(SCS)、甲基戊烯二酰辅酶A水合酶(AUH)和柚子酸裂解酶β亚基样(CLYBL,也称做柚子酰辅酶a裂解酶)促使。尽量甲苯酸都可以渗入不同葡萄糖氧化新陈排泄条件,具有TCA反复的(图3),但尚不清晰ITA被葡萄糖氧化转换成葡萄糖氧化新陈排泄能否能助真菌感染过程中抗体癌受损生殖细胞膜的热量和生物体制成供需。

图3:衣康酸的分泌以及其这样物和繁衍物

(图源:Ye, Dan et al.,Trends Endocrinol Metab. 2024) 在设计上,衣康酸都是种拥有α,β-不饱和烯烃的五碳二羧酸,它在设计像于磷酸烯醇式二甲苯酸(PEP)、α-酮戊二酸(α-KG)、虎珀酸、丙二酸和富马酸等许多分解新陈新陈代谢物,为其激烈性促使糖分解新陈新陈代谢流程中根本酶提高设计核心,而使参加癌细胞分解新陈新陈代谢重编写程序。衣康酸的酯化诞生物技术学,4-辛基衣康酸(4-octyl itaconate,4-OI)和衣康酸二甲酯(Dimethyl itaconate,DMI)(图3),一般 用以在身体外和肚子里摸拟其生物技术学现象,为了她们拥有高的膜参透性,且与衣康酸生物技术学学性能形似,4-OI可在胞内变为为衣康酸,这为衣康酸的制药研究开发提高了更加很有可能,也为依托于衣康酸的新的治疗方法指路明了趋势。

04、衣康酸的角色靶点和角色机理

与基本数别中间的的生殖细胞核分解排出物不相同,ITA不操作与电量生殖细胞核分解排出或生物技术人工相关的生殖细胞核分解排出渠道,这得出结论它可能会其主要独立空间于中间的的生殖细胞核分解排出充分发挥其用途。以前第二22年的钻研出现 ,喂奶甲壳动物生殖细胞核中生成的ITA算作属于手机4g信号团伙,确认融入和影响力不相同靶核蛋清酶的用途来调抗体生殖细胞的不良反应(图4)。① ITA克制生殖细胞核分解排出酶虎珀酸脱氢酶(SDH),以至于虎珀酸积淀,该变生殖细胞核生殖细胞核分解排出。② ITA名词解释衍生产品物技术进而引发共价核蛋清酶质烷基化。KEAP1 E3泛素接酶的烷基化克制KEAP1介导的NRF2可降解并刺激NRF2介导的腐蚀应激性的不良反应。③ ITA克制TET DNA双加氧酶,推进会DNA甲基化,调DNA表明。④排出型ITA算作G核蛋清酶偶联感觉(GPCR)核蛋清酶OXGR1的高兴剂,推进会Ca2+手机4g信号环路。介绍ITA融入对等等核蛋清酶质的调,不只对ITA在抗体生殖细胞调中的用途,但是对其潜在的的治愈用途都存在主要真正意义。

图4:衣康酸的用处靶点和用处制度化

(图源:Ye, Dan et al.,Trends Endocrinol Metab. 2024)

值得一提的是,由于衣康酸含有亲电的α,β-不饱和羧基,可以接受来自潜在相互作用配偶体的电子对,因此衣康酸的一个关键机制是利用迈克尔加持发生反应(Michael addition reaction)烷基化体现相关联蛋清质的半胱氨酸残基,从而调节相应蛋白质的功能。例如,通过烷基化修饰KEAP1(Kelch like ECH associated protein 1)蛋白并激活Nrf2信号通路减轻巨噬细胞的炎症反应及氧化应激。除了KEAP1,ITA或其衍生物还可以烷基化其他蛋白质(表3),包括功能上经过验证的ITA靶向蛋白质,如ICL 1;代谢酶GAPDH、ALDOA和LDHA;以及炎症小体蛋白 (NLRP3)、GSDMD、JAK1、TFEB和STING。

(表源:Ye, Dan et al.,Trends Endocrinol Metab. 2024)

表3 ITA名词解释繁衍物的功用靶点和功用机制化

05、经典之作专著分享赚钱

资料一

英文怎么说网站标题:Itaconate is an anti-inflammatory metabolite that activates Nrf2 via alkylation of KEAP1(NATURE,Q1,2018)

中文版子标题:衣康酸是一种抗炎代谢物,可通过KEAP1的烷基化激活Nrf2

钻研网站内容:内源性代谢物衣康酸最近作为巨噬细胞功能的调节剂出现,但其确切的作用机制仍知之甚少。在这里,作者表明衣康酸是小鼠和人类巨噬细胞中脂多糖激活抗炎转录因子 Nrf2(也称为 NFE2L2)所必需的。作者发现衣康酸通过半胱氨酸残基的烷基化直接修饰蛋白质。衣康酸使 KEAP1 蛋清上的半胱氨酸残基 151、257、288、273 和 297 烷基化,使Nrf2能够增加具有抗氧化和抗炎能力的下游基因的表达。衣康酸的抗炎作用需要激活Nrf2。描述了一种新的细胞渗透性衣康酸衍生物4-辛基衣康酸的使用,它可以防止体内脂多糖诱导的致死并减少细胞因子的产生。研究表明I型干扰素可促进Irg1(也称为 Acod1)的表达和衣康酸的产生。此外,作者发现衣康酸的产生限制了I型干扰素的反应,表明涉及干扰素和衣康酸的负反馈回路。研究结果表明,衣康酸是一种重要的抗炎代谢物,它通过Nrf2发挥作用以限制炎症和调节I型干扰素。

论文二

用英语名称:Itaconate uptake via SLC13A3 improves hepatic antibacterial innate immunity(DEVELOPMENTAL CELL,Q1,2024)

英文版微信标题:SLC13A3介导的衣康酸胞内转运增强肝脏抗菌先天免疫

研发资源:衣康酸是一种免疫调节代谢物,由炎性巨噬细胞中的线粒体酶免疫反应基因 1 (IRG1) 产生。我们最近发现了衣康酸从炎性巨噬细胞中释放的重要机制。然而,细胞外衣康酸是否被非髓系细胞吸收以发挥免疫调节功能仍不清楚。在这里,作者使用定制设计的 CRISPR 筛选来识别二羧酸转运蛋白溶质载体家族13成员3 (SLC13A3) 作为衣康酸输入者,并描述 SLC13A3 在衣康酸改善肝脏抗菌先天免疫中的作用。从功能上讲,肝脏特异性缺失 Slc13a3 会损害体内和体外肝脏抗菌先天免疫。从机制上看,衣康酸通过 SLC13A3 吸收可诱导转录因子 EB (TFEB) 依赖性溶酶体生物合成,进而改善小鼠肝细胞的抗菌先天免疫力。这些发现表明 SLC13A3 是小鼠肝细胞中衣康酸的关键输入者,将有助于开发有效的衣康酸抗菌疗法。

(图源:Chen, Chao et al.,Dev Cell. 2024)

专著三

用英文怎么说副标题:4-octyl itaconate as a metabolite derivative inhibits inflammation via alkylation of STING(Cell Reports,Q1,2023)

中文翻译网站标题:4-辛基衣康酸作为代谢衍生物通过STING烷基化抑制炎症

学习网站内容:Krebs循环衍生的代谢产物衣康酸的产生是由免疫反应基因1(IRG1)催化的,它有可能通过靶蛋白的烷基化或竞争性抑制将活化巨噬细胞中的免疫和代谢联系起来。为了支持这一点,之前的研究表明,干扰素基因刺激因子(STING)信号平台在巨噬细胞免疫中发挥枢纽作用,并对脓毒症的预后产生深远影响。有趣的是,作者发现衣康酸,一种内源性免疫调节剂,可以显著抑制STING信号的激活。此外,作为可渗透的衣康酸盐衍生物的4-辛基衣康酸(4-OI)可以使STING的半胱氨酸位点65、71、88和147烷基化,从而抑制其磷酸化。此外,衣康酸和4-OI抑制脓毒症模型中炎症因子的产生。该研究结果拓宽了对IRG1-衣康酸轴在免疫调节中的作用的认识,并强调衣康酸及其衍生物是脓毒症的潜在治疗剂。

(图源:Li, Weizhen et al.,Cell Rep. 2023)

06、拜谱总结

衣康酸都是直被判定是根本的的石油化工服务,历这几年来来深入分析得知衣康酸可在喂奶食草动物休内制作而成,是三羧酸嵌套循环的根本的衍生物物,更具免疫系统检测调节作用特异性酶类的内源产生率物小团伙,于是最受关心。衣康酸是没有过供大于求二元酸,富含的不过供大于求双键、羧基和羟基为其受到了外向化学物质规定性,型式中的亲电性α,β-不过供大于求羧酸型式对脂肪酸质上的特异性酶类半胱氨酸残基实行烷基化呈现(迈克尔增加发生反应),相应翻译工作后呈现被通称“衣康酸呈现(itaconation)”,从根本上关系脂肪酸质功用,调节作用免疫系统检测初次应答和产生率前提条件,为多类病症中药研发部门出具新基本思路。

拜谱生物作为国内领先的多组学公司,可提供完善成熟的蛋白组学、代谢组学、转录组学等多组学产品技术服务体系,其中临床医学或然按量靶向药物药物分泌转化组(QMT1000)和人体脂肪分泌转化靶向药物药物分泌转化组产品均可对衣康酸及其类似物进行靶向治疗絕對按量检测工具。近期,拜谱生物将推出基于化学蛋白质组学的衣康硝化作用掩盖组学产品,提供全面、精准、稳定的修饰位点信息,并结合生物信息学分析获得靶点蛋白的功能信息,敬请期待!

基准文献资料

1. Cunha da Cruz J,Machado de Castro A,Camporese Sérvulo EF. World market and biotechnological production of itaconic acid. 3 Biotech. 2018;8 (3):138. doi:10.1007/s13205-018-1151-0B4 2. Ye D,Wang P,Chen LL, et al. Itaconate in host inflammation and defense. Trends Endocrinol Metab. 2024;35 (7):586-606. doi:10.1016/j.tem.2024.02.004B1 3. Yang W,Wang Y,Tao K, et al. Metabolite itaconate in host immunoregulation and defense. Cell Mol Biol Lett. 2023;28 (1):100. doi:10.1186/s11658-023-00503-3B1 4. Liu S,Li RG,Martin JF. The cell-autonomous and non-cell-autonomous roles of the Hippo pathway in heart regeneration. J Mol Cell Cardiol. 2022;168:98-106. doi:10.1016/j.yjmcc.2022.04.018B2 5. Peace CG,O'Neill LA. The role of itaconate in host defense and inflammation. J Clin Invest. 2022;132 (2):. doi:10.1172/JCI148548B1 6. Mills EL,Ryan DG,Prag HA, et al. Itaconate is an anti-inflammatory metabolite that activates Nrf2 via alkylation of KEAP1. Nature. 2018;556 (7699):113-117. doi:10.1038/nature25986Mills EL,Ryan DG,Prag HA, et al. Itaconate is an anti-inflammatory metabolite that activates Nrf2 via alkylation of KEAP1. Nature. 2018;556 (7699):113-117. doi:10.1038/nature25986B1 7. Chen C,Liu C,Sun P, et al. Itaconate uptake via SLC13A3 improves hepatic antibacterial innate immunity. Dev Cell. 2024;59 (21):2807-2817.e8. doi:10.1016/j.devcel.2024.07.011B1 8. Li W,Li Y,Kang J, et al. 4-octyl itaconate as a metabolite derivative inhibits inflammation via alkylation of STING. Cell Rep. 2023;42 (3):112145. doi:10.1016/j.celrep.2023.112145
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