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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2021Nature第一次 简讯乳碱化装饰,乳酸这是“分解废品”一跃变成“秘宝小分子结构”,真可以说“20年窗下没有人问,一跃走红天下2知”。殊不意,用于三羧酸循环系统(TCA)中间的物质的衣康酸(Itaconate,ITA)跟乳酸竟有类似的境况,从开一现在开始的“另作它用”,到当下看到其为重要的生物制品学功用,相当是在免役管控理论研究范畴。接下来,就与你一同认知一会儿衣康酸的“这辈子来世”与“这辈子”。

01、衣康酸的看见与发展进步

衣康酸的找到是可以朔源到19上个世纪30时期(图1)。年后始首要当作的最重要的有机质聚合和精细化工产出原石被认识。1840年,瑞士历史学家Gustav Crasso认可了衣康酸是顺乌头酸热化解反响的乙酰乙酸,相结合新排列方式顺乌头酸(aconitate)的英文音标字母符号先后顺序,将该乙酰乙酸重命名为衣康酸(itaconate)。 衣康酸的开发经历英文了从初期的化工业运用到重的定义其微生物工程学性能的转换。有一天近十几种年,实验家们才看见衣康酸具备于辅乳期動物巨噬癌细胞内,与此同时不是种有着关键所在性免疫性细胞宏观调控性能的分解消化吸收副产物。201四年,Michelucci等体现了了辅乳期動物中衣康酸的微生物工程自动合成行业。自那的时候,非常多的科研更加注重了衣康酸在免疫性细胞症状、分解消化吸收和炎症病变期间关键所在基本原则的关键所在性用,科研人气值继续回升(图2)。

图1:衣康酸(ITA)调查时期表

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

图2:PubMed衣康酸及衣康碱化掩盖资料测算

02、衣康酸在各不相同肠道疾病探究中的广泛应用

最为TCA循环系统中的后面细胞排泄物,衣康酸转换细胞排泄、免役检测性和病毒感染互为之间的互为做用,为中药中药控制方法免役检测性病毒感染性发病打造了代用中药中药控制方法方案。Lampropoulou等时需证明文件血管输注DMI可缩短小鼠坏死期内的心肌梗塞范围,从始刊登了好几篇论文范文,曝光了在各样病毒感染性发病的植物模板中索取ITA或其化学工业绘制ip产业物的中药中药控制方法益处,包扩抗病性毒和细茵病毒感染,以可减轻斑秃、高血压、植物纤维化、心房种植、I/R影响、肥胖型症、骨关节软骨炎、神经系统退行性发病、败血症、癌证等(表1-2)。等等分析反复强调了根据ITA的指导在不同的发病经验下可以病毒感染和有关系病症的常见发展潜力。除此之外,最近的的分析反映,在小鼠模板中,IRG1dna的低下降底了癌症生长发育并增強了免役检测性中药中药控制方法的营养价值。总的来说,等等感觉为在临床药理工作环境中打磨根据ITA警报的中药中药控制方法方案打造了这令信赖的系统论核心。 (表源:Yang, Wenchang et al.,Cell Mol Biol Lett. 2023)

表1 衣康酸和其衍生物物在各种不同病症模型工具中的组织共识机制

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

表2 衣康酸下列关于在肿瘤中的的作用

03、衣康酸的微生物制作而成与基础代谢

衣康酸是TCA反复的之间化合物,由抗体回复DNA1(IRG1)打码的乌头酸脱羧酶(ACOD1)使顺乌头酸脱羧造成。喂奶猎物人体肿瘤上皮细胞核,具体是骨髓人体肿瘤上皮细胞核,造成ITA当作抗体反映的一环节分,并再生利用它来调感染。在造成ITA的人体肿瘤上皮细胞核中,ITA开展转化新陈消化吸收可能够通过三步曲反映开展:先是ITA转换为衣康酰辅酶a,随后衣康酰辅酶a水合为百香果百香果酰辅酶a,在最后百香果百香果酰辅酶a裂解为乙酰辅酶a和异丙醇酸,分为由琥铂酰辅酶a人工酶(SCS)、甲基戊烯二酰辅酶A水合酶(AUH)和百香果百香果酸裂解酶β亚基样(CLYBL,也通常是指百香果百香果酰辅酶a裂解酶)催化剂的作用。虽说异丙醇酸能够進入各项新陈消化吸收经由,收录TCA反复(图3),但尚不清析ITA开展转化新陈消化吸收会不可进一步感染过程中抗体人体肿瘤上皮细胞核的电能和生物工程人工需要。

图3:衣康酸的代谢转化以及相似物和双重性物

(图源:Ye, Dan et al.,Trends Endocrinol Metab. 2024) 在组成部分上,衣康酸就是种具有着α,β-不是处于饱和状态烯烃的五碳二羧酸,它在组成部分比如于磷酸烯醇式甲苯酸(PEP)、α-酮戊二酸(α-KG)、琥铂酸、丙二酸和富马酸等另外新陈新陈消化吸收物,为其恶性竞争性阻止糖新陈新陈消化吸收的时候中重要的酶可以可以提供组成部分基础框架,故而参与进来内部新陈新陈消化吸收重java开发。衣康酸的酯化衍生产品物,4-辛基衣康酸(4-octyl itaconate,4-OI)和衣康酸二甲酯(Dimethyl itaconate,DMI)(图3),一般使用在在身体和休内模拟系统其菌物作用,这是因为二者具有着高的膜渗透到性,且与衣康酸菌物学功能性相拟,4-OI可在胞内变为为衣康酸,这为衣康酸的制药研制可以可以提供了越来越多有可能,也为鉴于衣康酸的新治疗指路明了放向。

04、衣康酸的效应靶点和效应逻辑

与通常数其它上面排泄物不一,ITA不陆续参与与能量场排泄或生物体获得最重要性的排泄行业,这表面它很有可能重点独自于上面排泄引领其效果键。在过去三十五年的研究分析得知,蒲乳期爬行动物癌細胞中存在的ITA用于那种数据大分子,按照紧密联系和影响到不一靶核高血清的效果键来调理免疫力細胞影响(图4)。① ITA调接排泄酶蜜腊酸脱氢酶(SDH),造成的蜜腊酸日常积累,优化癌細胞排泄。② ITA基本衍化物体激发共价核高血清质烷基化。KEAP1 E3泛素对接酶的烷基化调接KEAP1介导的NRF2降解塑料并修改密码NRF2介导的空气氧化应激性影响。③ ITA调接TET DNA双加氧酶,增强DNA甲基化,调理DNA展示。④合成型ITA用于G核高血清偶联感觉(GPCR)核高血清OXGR1的焦躁剂,增强Ca2+数据通道。知晓ITA紧密联系对以上核高血清质的调理,不止对ITA在免疫力細胞调理中的效果键,还有就是对其隐性的调理应该用都会有最重要意义上。

图4:衣康酸的效果靶点和效果规则

(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经由迈克尔暴伤作用(Michael addition reaction)烷基化淡化涉及到的营养素质的半胱氨酸残基,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和其衍生品物的影响靶点和影响工作机制

05、经点医学文献讲解

文章一

国外英文小标题:Itaconate is an anti-inflammatory metabolite that activates Nrf2 via alkylation of KEAP1(NATURE,Q1,2018)

汉语主题词:衣康酸是一种抗炎代谢物,可通过KEAP1的烷基化激活Nrf2

深入分析方面: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 血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。

文章二

国外英文主题词:Itaconate uptake via SLC13A3 improves hepatic antibacterial innate immunity(DEVELOPMENTAL CELL,Q1,2024)

常常小标题:SLC13A3介导的衣康酸胞内转运增强肝脏抗菌先天免疫

研究分析相关内容: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)

参考文献三

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

中文字幕名称:4-辛基衣康酸作为代谢衍生物通过STING烷基化抑制炎症

深入分析主要内容: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ppt

衣康酸是直被以为是首要的煤化工商品,近来来科研证明衣康酸可在喂母乳动物界身上提炼,是三羧酸循坏的首要衍生产品物,具备着抗体调节吸附性的内源消化吸收物小原子,若想受到大家留意。衣康酸都是是处于饱和状态点二元酸,含的不是处于饱和状态点双键、羧基和羟基为其受到了欢快物理性能,空间设计中的亲电性α,β-不是处于饱和状态点羧酸空间设计对血清质上的吸附性半胱氨酸残基对其进行烷基化体现(迈克尔增益发应),某一翻泽后体现被通常是指“衣康酸体现(itaconation)”,借以影晌血清质工作,调节抗体初次应答和消化吸收路径,为多种不同症状用药开发展示 新想法。

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,其中分子生物学相对降钙素原检测靶点分解组(QMT1000)和能量转换分解靶点分解组产品均可对衣康酸及其类似物进行靶向治疗绝定量分析检验。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淡化组学产品,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!

参看文章

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