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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2020年Nature首度新闻稿乳硝化作用体现,乳酸此“分解危化物”一跃变成 “秘宝小大分子”,也是“30年窗下无人化问,一声令下成名之路全天下知”。殊不吃,成为三羧酸再循环(TCA)上面生成物的衣康酸(Itaconate,ITA)跟乳酸竟有一致的际遇,从开一開始的“另作别用”,到当今发现其核心的海洋物理学功能模块,很大是在免疫检测政策调控探讨邻域。令天,我们陪你一起去认识下衣康酸的“前生”与“今世”。

01、衣康酸的出现与快速发展

衣康酸的察觉能能追朔到19二十一世纪30时代(图1)。开着手主要是 1种主要的有机化学拆解和化工类工作主料被了解。1840年,法国专家Gustav Crasso确保了衣康酸是顺乌头酸热拆解响应的产品,基本原则新排布顺乌头酸(aconitate)的英语翻译字母组合循序,将该产品重新命名为衣康酸(itaconate)。 衣康酸的发展进步经厉了从开始的行业app到重复定议其怪物学能力的转化成。知道近十多年,学科家们才发展衣康酸有着于辅乳各种小动物巨噬血细胞内,同时一种极具根本抗体控制能力的分泌物品。201四年,Michelucci宋江因阐释了辅乳各种小动物中衣康酸的怪物获得经过。自那之前,巨大调查牢固树立了衣康酸在抗体发应、分泌和疾病直接关键的步骤的根本的功效,调查照射持续性回升(图2)。

图1:衣康酸(ITA)的研究时长表

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

图2:PubMed衣康酸及衣康碱化掩盖学术论文测算

02、衣康酸在各种疾病症状探析中的软件应用

是TCA循坏中的前面分解率物,衣康酸控制分解率、免疫系统细胞细胞和发病病变左右的充分功能,为医治免疫系统细胞细胞发病病变性发病给出了用作医治攻略。Lampropoulou抓捕首先证明信动脉输注DMI可增多小鼠血管痉挛时间的冠心病绿地面积,而后发表过了数篇论文范文,报道怎么写了在不一样的发病病变性发病的宠物仿真模式化中带给ITA或其化学式淡化双重性物的医治益处,比如抵抗重大皮肤疾病毒和重大皮肤疾病感化,以减弱斑秃、痛风、钎维化、灵魂迁移、I/R直接损伤、高血压症、骨软骨炎、神经系统退行性发病、败血症、癌症晚期等(表1-2)。这样说法学习注意了体系结构ITA的认知在不一样发病后台下可以发病病变和涉及方面的问题的多方面优势。因此,这两天的说法学习证明,在小鼠仿真模式化中,IRG1染色体的不足降低了了肺部肿瘤植物的生长并增进了免疫系统细胞细胞医治的功效与作用。肯定,这样看见为在临床检验的环境中思考造成ITA网络信号的医治攻略给出了真令人心服的说法基本。 (表源:Yang, Wenchang et al.,Cell Mol Biol Lett. 2023)

表1 衣康酸以至于繁衍物在多种患病模特中的直接参与规则

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

表2 衣康酸以至于在肿瘤中的效果

03、衣康酸的生态学提炼与代谢转化

衣康酸是TCA重复系统的当中生成物,由抗体回应什么是基因1(IRG1)数字的乌头酸脱羧酶(ACOD1)使顺乌头酸脱羧生产了。喂奶绿色组织,首要是骨髓组织,生产了ITA对于抗体反應的那的部分,并运用它来调结慢性炎症病变。在生产了ITA的组织中,ITA细化消化吸收可用二步反應使用:首要ITA转为为衣康酰辅酶a,那么衣康酰辅酶a水合为青金桔酰辅酶a,另外青金桔酰辅酶a裂解为乙酰辅酶a和二甲苯酸,分离由琥铂酰辅酶a聚合酶(SCS)、甲基戊烯二酰辅酶A水合酶(AUH)和青金桔酸裂解酶β亚基样(CLYBL,也喻为青金桔酰辅酶a裂解酶)催化反应。一直以来二甲苯酸需要进去多种多样消化吸收手段,还有TCA重复系统(图3),但尚不模糊ITA细化消化吸收是否有有助于、慢性炎症病变前三天抗体组织的能量是什么和生物工程聚合实际需求。

图3:衣康酸的新陈代谢试述类试物和诞生物

(图源:Ye, Dan et al.,Trends Endocrinol Metab. 2024) 在格局特征上,衣康酸不是种包含的α,β-不供大于求烯烃的五碳二羧酸,它在格局特征像于磷酸烯醇式甲苯酸(PEP)、α-酮戊二酸(α-KG)、蜜腊酸、丙二酸和富马酸等某个分解基础代谢还原成物,为其竞争与合作性可抑制糖分解基础代谢还原成期间中重点酶能展示格局特征前提,故而参予細胞分解基础代谢还原成重代码编程。衣康酸的酯化ip产业物,4-辛基衣康酸(4-octyl itaconate,4-OI)和衣康酸二甲酯(Dimethyl itaconate,DMI)(图3),往往适用于在身体之外和机体模拟网其海洋生物工程因素,这是因为其具备着高的膜浸入性,且与衣康酸海洋生物工程学能力类似,4-OI可在胞内还原成为衣康酸,这为衣康酸的生物制药科研能展示了大多会,也为由于衣康酸的新保健法指出了放向。

04、衣康酸的效果靶点和效果共识机制

与多半数其他在期间有物学不相同,ITA不参与性与正能量有或生物学组成涉及的有行业,这发现它可能核心自立于在期间有推动其作用表。在过去三十五年的深入分析发现,乳期食草动物内部中有的ITA做为另一种警报原子核,利用融合和作用不相同靶淀粉酶质的作用表来改善天然免疫抗体作用(图4)。① ITA减弱有酶蜜腊酸脱氢酶(SDH),以至于蜜腊酸积累作文,转换内部有。② ITA还有延伸物学吸引共价淀粉酶质质烷基化。KEAP1 E3泛素相连酶的烷基化减弱KEAP1介导的NRF2生物降解并修改密码NRF2介导的氧化的应激性作用。③ ITA减弱TET DNA双加氧酶,推进DNA甲基化,改善遗传基因抒发。④外分泌型ITA做为G淀粉酶质偶联血清激酶(GPCR)淀粉酶质OXGR1的心潮澎湃剂,推进Ca2+警报通道。了解到ITA融合对以上淀粉酶质质的改善,不只对ITA在天然免疫抗体改善中的作用表,而是对其自身的治疗方法拜谱生物都会有更重要价值。

图4:衣康酸的意义靶点和意义制度化

(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用迈克尔减伤不起作用(Michael addition reaction)烷基化掩盖相关内容核氨基酸的半胱氨酸残基,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极其产生物的用处靶点和用处原则

05、经典的论文参考文献分亨

论文资料一

英语怎么说小标题:Itaconate is an anti-inflammatory metabolite that activates Nrf2 via alkylation of KEAP1(NATURE,Q1,2018)

2英文标题文字:衣康酸是一种抗炎代谢物,可通过KEAP1的烷基化激活Nrf2

探究内部: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 核蛋白上的半胱氨酸残基 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。

医学文献二

英文翻译主题:Itaconate uptake via SLC13A3 improves hepatic antibacterial innate immunity(DEVELOPMENTAL CELL,Q1,2024)

中文字幕主题词:SLC13A3介导的衣康酸胞内转运增强肝脏抗菌先天免疫

分析方面: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

日文标题文字:4-octyl itaconate as a metabolite derivative inhibits inflammation via alkylation of STING(Cell Reports,Q1,2023)

常常子标题:4-辛基衣康酸作为代谢衍生物通过STING烷基化抑制炎症

调查相关内容: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

衣康酸是一个直被判定是首要的石油化工品牌,近期来科学研究印证衣康酸可在母乳喂奶部分动物肚子里镶嵌,是三羧酸间歇的首要具象化物,有免疫性力调整吸附性的内源排泄率物小原子,可以广受了解。衣康酸也不饱合点二元酸,含的不饱合点双键、羧基和羟基为其受到了活泼开朗催化经营性质,格局中的亲电性α,β-不饱合点羧酸格局对核蛋白酶质上的吸附性半胱氨酸残基来烷基化突显(迈克尔增加想法),这一种翻译专业后突显被被视为“衣康酸突显(itaconation)”,而使应响核蛋白酶质特点,调整免疫性力对答和排泄率手段,为许多种常见疾病药物治疗研发团队可以提供新一个构想。

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,其中医学专业千万定量分析靶点治疗分解组(QMT1000)和力量分解靶点治疗分解组产品均可对衣康酸及其类似物进行靶点絕對酶联免疫法检则。近期,拜谱生物将推出基于化学蛋白质组学的衣康过酸装饰组学产品,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!

参考使用文献资料

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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