拜谱生物

400-820-8531
News center
拜谱生物
首页 > 拜谱生物 > 干货分享 > 乳酸的实现逆袭亲兄弟——衣康酸!篇文章一起去流浪清楚衣康酸

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2020Nature第一次新闻稿件乳过酸表达,乳酸此“分泌废弃物”一跃变成 “藏宝之小分子结构”,近于“10年窗下无人化问,一举刚出道刚出道世上知”。殊茫然不知,算作三羧酸循环系统(TCA)中间商物质的衣康酸(Itaconate,ITA)跟乳酸竟有重复的境况,从开现在开始的“另作来用”,到现在的中国得知其注重的海洋生命科学特点,特意是在天然免疫房产调控研究探讨前沿技术。今年,uc震惊部陪我一起去介绍一个衣康酸的“前世姻缘”与“今身”。

01、衣康酸的發展与發展

衣康酸的出现 可朔源到19二十一世纪30时代(图1)。一会开始了包括充当一个很重要的有机化学合成图片和精细化工生產原辅料被遵守。1840年,国外社会学家Gustav Crasso核实了衣康酸是顺乌头酸热化解响应的代谢物,兼具新分布顺乌头酸(aconitate)的用英语字母组合顺寻,将该代谢物定名为衣康酸(itaconate)。 衣康酸的趋势经历英语了从刚开始的工艺选用到重名词解释其菌物学效果的适应。昨天近几十年,科学性家们才发现了衣康酸存在着于辅乳期小家禽巨噬细胞核内,与此同时有的是种具有着主要免疫性细胞自我调节效果的细胞新陈代谢货物。201三年,Michelucci宋江因具体分析了辅乳期小家禽中衣康酸的菌物获得方法。自那之前,广泛分析讲求了衣康酸在免疫性细胞的反应、细胞新陈代谢和疾病两者关键点核心点的主要角色,分析微博热不断升(图2)。

图1:衣康酸(ITA)实验周期表

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

图2:PubMed衣康酸及衣康酸性反应体现参考文献统计表

02、衣康酸在差异疾患探讨中的软件应用

对于TCA循环法中的后面框架产生物,衣康酸调低框架产生、免疫力系统细胞和支原体皮肤感染直接的彼此之间反应,为避免免疫力系统细胞支原体皮肤感染性重大妇科病毒具备了代替品避免攻略。Lampropoulou抓捕第一次意味着血管输注DMI可变少小鼠坏死阶段的心梗建筑面积,自此以后发表文章了篇论文题目,简讯了在种种支原体皮肤感染性重大妇科病毒的動物模式化中接受ITA或其检查是否突显延伸物的避免益处,主要包括抗病性毒和有害菌皮肤感染,以减弱斑秃、尿毒症、纤维素化、心理移值、I/R受伤、肥胖病症、骨髋风湿病、运动神经退行性重大妇科病毒、败血症、肝癌等(表1-2)。这样探析注重了根据ITA的应对在区别重大妇科病毒蓝本下避免支原体皮肤感染和有关的病理报告的大范围前景。凡此种种,这两天的探析意味着,在小鼠模式化中,IRG1DNA的缺损降底了肉瘤成长并资料了免疫力系统细胞避免的功能。显然,这样发掘为在临床治愈工作环境中挑战对应ITA电磁波的避免攻略具备了惹人卸载的框架理论框架。 (表源:Yang, Wenchang et al.,Cell Mol Biol Lett. 2023)

表1 衣康酸举例繁衍物在差异病症3d模型中的积极参与逻辑

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

表2 衣康酸简答在肺癌中的帮助

03、衣康酸的生物体组成与代谢率

衣康酸是TCA嵌套循环法的中结果,由天然抗体回话染色体1(IRG1)商品代码的乌头酸脱羧酶(ACOD1)使顺乌头酸脱羧形成。哺乳期各式各样动物组织组织系,大环节是骨髓组织组织系,形成ITA当做天然抗体现象的环节,并凭借它来缓解发炎。在形成ITA的组织组织系中,ITA化解分泌可利用三个现象来进行:前提ITA转为为衣康酰辅酶a,如果衣康酰辅酶a水合为柚子酰辅酶a,后面柚子酰辅酶a裂解为乙酰辅酶a和二甲苯酸,差别由蜜腊酰辅酶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,也统称柚子酰辅酶a裂解酶)离子液体。或许二甲苯酸可到各式各样分泌手段,是指TCA嵌套循环法(图3),但尚不了解清楚ITA化解分泌是否需要促进企业发炎阶段天然抗体组织组织系的精力和海洋生物制成供需。

图3:衣康酸的代谢转化和像物和并衍生物

(图源:Ye, Dan et al.,Trends Endocrinol Metab. 2024) 在型式上,衣康酸都是种有效α,β-不饱合烯烃的五碳二羧酸,它在型式近似于于磷酸烯醇式异丙醇酸(PEP)、α-酮戊二酸(α-KG)、琥铂酸、丙二酸和富马酸等各种排泄物,为其行业性减弱糖排泄的过程中至关重要酶供应型式知识基础,而参入体细胞排泄重代码。衣康酸的酯化并衍怪物,4-辛基衣康酸(4-octyl itaconate,4-OI)和衣康酸二甲酯(Dimethyl itaconate,DMI)(图3),通畅应用在在休外和内部模拟仿真其怪物定律,因因此极具高的膜融合性,且与衣康酸怪物学模块是类似的,4-OI可在胞内生成为衣康酸,这为衣康酸的制药产品开发供应了更多的可能性,也为来源于衣康酸的新物理疗法明确了方位。

04、衣康酸的目的靶点和目的制度

与一般数别的在期间分解物有差异,ITA不参与者与卡路里分解或生态学合并涉及到的的分解手段,这体现了它将会核心独立自主于在期间分解起到其能力。过第二几年的研究探讨察觉到,辅乳动植物細胞中生成的ITA是本身数字数据碳原子,可以通过融入在一起和引响有差异靶淀粉酶质的能力来可以调免疫细胞力发生症状(图4)。① ITA限制分解酶琥铂酸脱氢酶(SDH),影响琥铂酸积累了,变細胞分解。② ITA以至于双重性态学出现共价淀粉酶质质烷基化。KEAP1 E3泛素接触酶的烷基化限制KEAP1介导的NRF2分解并激活开通NRF2介导的氧化症状应激性发生症状。③ ITA限制TET DNA双加氧酶,驱动DNA甲基化,可以调什么是基因形容。④的代谢型ITA是G淀粉酶质偶联肾上腺素受体(GPCR)淀粉酶质OXGR1的兴奋剂,驱动Ca2+数字数据信号通路。清楚ITA融入在一起对这么多淀粉酶质质的可以调,实际上对ITA在免疫细胞力可以调中的能力,还有对其隐藏的开展使用有比较重要意议。

图4:衣康酸的帮助靶点和帮助考核机制

(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完成迈克尔暴伤发应(Michael addition reaction)烷基化掩盖相应的球核苷酸的半胱氨酸残基,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及具象化物的意义靶点和意义制度

05、径典论文探讨

论文参考文献一

日文名称:Itaconate is an anti-inflammatory metabolite that activates Nrf2 via alkylation of KEAP1(NATURE,Q1,2018)

中文字幕题头:衣康酸是一种抗炎代谢物,可通过KEAP1的烷基化激活Nrf2

调查介绍: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 淀粉酶上的半胱氨酸残基 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

英语标题格式:Itaconate uptake via SLC13A3 improves hepatic antibacterial innate immunity(DEVELOPMENTAL CELL,Q1,2024)

中文名字大标题:SLC13A3介导的衣康酸胞内转运增强肝脏抗菌先天免疫

实验內容: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)

论文参考文献三

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

中文字幕小标题:4-辛基衣康酸作为代谢衍生物通过STING烷基化抑制炎症

深入分析东西: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、拜谱个人心得体会

衣康酸就是直被觉得是首要的化工环保软件,近两余年产品研发确认衣康酸可在乳期猎物身体内部聚合,是三羧酸循环系统的首要延伸物,具备有抗体改善吸附性的内源细胞产生物小氧分子,所以更受留意。衣康酸不一定饱满二元酸,含有的不饱满双键、羧基和羟基为其带来了了生动检查是否性,组成部分中的亲电性α,β-不饱满羧酸组成部分对蛋清质上的吸附性半胱氨酸残基开展烷基化掩盖(迈克尔加持症状),哪一汉语翻译后掩盖被又称“衣康酸掩盖(itaconation)”,转而不良影响蛋清质基本功能,改善抗体初次应答和细胞产生前提条件,为几种病症性药物产品研发作为新总体目标。

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,其中医学界任何时候按量靶点治疗细胞消化吸收组(QMT1000)和能源细胞消化吸收靶点治疗细胞消化吸收组产品均可对衣康酸及其类似物进行靶向药物絕對按量查测。近期,拜谱生物将推出基于化学蛋白质组学的衣康碱化装饰组学产品,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!

参考价值论文资料

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
拜谱生物 拜谱生物 拜谱生物 拜谱生物 拜谱生物