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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第一回简讯乳硝化作用淡化,乳酸这款“消化吸收有害垃圾”一跃将成为“宝藏地方小碳原子”,简直是“三十年窗下没人问,一声令下少年得志世上知”。殊人不知,有所作为三羧酸间歇(TCA)里面物品的衣康酸(Itaconate,ITA)跟乳酸竟有同的境地,从开一开使的“另作别用”,到大家知道其关键性的生物制品学能力,有点是在免疫力干预探讨行业。这里,版主跟大家分着介绍下面衣康酸的“上一世”与“今生今世”。

01、衣康酸的显示与发展方向

衣康酸的发掘就可以溯源到19新时代30年 (图1)。年后始最主要为属于主要的有机酸合并和化工公司产量配料被了解。1840年,德国的史学家Gustav Crasso核实了衣康酸是顺乌头酸热工业制硝酸现象的化合物,相结合新排列程序顺乌头酸(aconitate)的英文音标字母符号程序,将该化合物称为衣康酸(itaconate)。 衣康酸的经济发展经验了从最早的工业生产广泛应用到再次基本概念其宠物学的功用的演变。也许近十多年,科学有效家们才发现衣康酸产生于喂乳宠物巨噬体细胞内,且是一个种还具有非常决定性免役系统调节用途的功用的新陈消化吸收货物。2014年,Michelucci几人探求了喂乳宠物中衣康酸的宠物合并行业。自那往后,更多分析透露了衣康酸在免役系统反应迟钝、新陈消化吸收和发炎之間关键所在部门的非常决定性用途,分析关注度不断地增长(图2)。

图1:衣康酸(ITA)研究探讨时表

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

图2:PubMed衣康酸及衣康酸性反应掩盖文献综述计算

02、衣康酸在各种不同病科学研究中的利用

身为TCA循环往复中的在这段时间排泄物,衣康酸自动调节排泄、免役抗体和问题间接的间接功能,为冶疗免役抗体问题性问题保证了使用冶疗营销机制。Lampropoulou等首个证明材料动脉输注DMI可增多小鼠缺血性这段时间的心梗占地面,就此刊发了好几篇综述,报到了在各种各样的问题性问题的节肢动物3d模式中享受ITA或其生物学修饰语衍生产品物的冶疗益处,主要包括抗虫毒和沙门氏菌染病,以减少斑秃、心脏病病、纤维素化、心脏病囊胚移植、I/R挫裂伤、身体肥胖症、骨骨节炎、中枢神经退行性问题、败血症、癌病等(表1-2)。这个论述认为了通过ITA的应对在的不同问题图片背景下消除问题和相应疾病的广泛性有潜力。不但,这两天的论述揭示,在小鼠3d模式中,IRG1基因遗传的丢失削减了肿癌繁殖并怎强了免役抗体冶疗的的功效。肯定,这个会发现为在临床实践氛围中探险面向ITA走势的冶疗营销机制保证了最令 心服口服的理论知识条件。 (表源:Yang, Wenchang et al.,Cell Mol Biol Lett. 2023)

表1 衣康酸简答产生物在不一样的病毒实体模型中的组织规则

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

表2 衣康酸和其在恶性肿瘤中的使用

03、衣康酸的海洋生物生成与细胞代谢

衣康酸是TCA不断循环系统的后面消化吸收物,由抗体生殖生殖组织癌细胞回话DNA1(IRG1)商品编码的乌头酸脱羧酶(ACOD1)使顺乌头酸脱羧会导致。哺乳期哺乳动物生殖生殖组织癌细胞,通常是骨髓生殖生殖组织癌细胞,会导致ITA有所作为抗体生殖生殖组织癌细胞影响的1环节,并借助它来缓解慢性炎症病变。在会导致ITA的生殖生殖组织癌细胞中,ITA分析消化吸收可根据3步影响进行:先要ITA流量转化为衣康酰辅酶a,第二步衣康酰辅酶a水合为百香果汁片片酰辅酶a,结尾百香果汁片片酰辅酶a裂解为乙酰辅酶a和异丙醇酸,各分为由虎珀酰辅酶a镶嵌视频酶(SCS)、甲基戊烯二酰辅酶A水合酶(AUH)和百香果汁片片酸裂解酶β亚基样(CLYBL,也称做百香果汁片片酰辅酶a裂解酶)催化氧化。虽然异丙醇酸可不可以进来各式各样消化吸收渠道,包涵TCA不断循环系统(图3),但尚不明确ITA分析消化吸收有没有有助于、慢性炎症病变期间内抗体生殖生殖组织癌细胞生殖生殖组织癌细胞的体力和生物制品镶嵌视频具体需求。

图3:衣康酸的产生下列不属于类试物和衍生产品物

(图源:Ye, Dan et al.,Trends Endocrinol Metab. 2024) 在空间架构特征上,衣康酸不是种带有α,β-不过饱和烯烃的五碳二羧酸,它在空间架构特征相近于磷酸烯醇式异丙醇酸(PEP)、α-酮戊二酸(α-KG)、琥铂酸、丙二酸和富马酸等另一新陈基础代谢率物,为其争夺性阻止糖新陈基础代谢率流程中重要的酶给出空间架构特征基础条件,因此积极参与上皮细胞新陈基础代谢率重编写程序。衣康酸的酯化发展物,4-辛基衣康酸(4-octyl itaconate,4-OI)和衣康酸二甲酯(Dimethyl itaconate,DMI)(图3),大部分应用于在休外和体里模拟系统其怪物制品效用,由于她们兼有高的膜加入性,且与衣康酸怪物制品学功用相近,4-OI可在胞内转成为衣康酸,这为衣康酸的制药产品研发给出了较多已经,也为针对衣康酸的新自然疗法指出了趋势。

04、衣康酸的效果靶点和效果制度

与绝大多半数其他的在期间消化吸收物与众有差异 ,ITA不参于与势能消化吸收或生物制品聚合相关内容的消化吸收方式,这表示它将会核心独立性于在期间消化吸收激发其特点。往日四几年的探讨表明,辅乳昆虫组织中产生了的ITA做这种无线信息分子结构,可以通过联系和影响到与众有差异 靶淀粉酶的特点来自动调接免疫性系统生理反應(图4)。① ITA压制消化吸收酶琥铂酸脱氢酶(SDH),使得琥铂酸积少成多,变更组织消化吸收。② ITA以及其研究物制品产生共价淀粉酶质烷基化。KEAP1 E3泛素连到酶的烷基化压制KEAP1介导的NRF2可降解并刺激启动NRF2介导的脱色应激性生理反應。③ ITA压制TET DNA双加氧酶,加快DNA甲基化,自动调接遗传基因形容。④合成型ITA做G淀粉酶偶联肾上腺素受体(GPCR)淀粉酶OXGR1的激动得剂,加快Ca2+无线信息环路。认知ITA联系对以上淀粉酶质的自动调接,不禁对ITA在免疫性系统自动调接中的特点,还有对其因素的缓解适用都要为重要效果。

图4:衣康酸的目的靶点和目的机能

(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顺利通过迈克尔暴击伤害发应(Michael addition reaction)烷基化突显想关球膳食纤维的半胱氨酸残基,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下列不属于延伸物的效应靶点和效应机能

05、有趣参考文献分享到

专著一

用英文怎么说文章标题:Itaconate is an anti-inflammatory metabolite that activates Nrf2 via alkylation of KEAP1(NATURE,Q1,2018)

常常微信标题:衣康酸是一种抗炎代谢物,可通过KEAP1的烷基化激活Nrf2

研究方案游戏内容: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 球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。

论文参考文献二

英文音标版头:Itaconate uptake via SLC13A3 improves hepatic antibacterial innate immunity(DEVELOPMENTAL CELL,Q1,2024)

中文翻译大标题:SLC13A3介导的衣康酸胞内转运增强肝脏抗菌先天免疫

调查游戏内容: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

日语副标题:4-octyl itaconate as a metabolite derivative inhibits inflammation via alkylation of STING(Cell Reports,Q1,2023)

中文版问题:4-辛基衣康酸作为代谢衍生物通过STING烷基化抑制炎症

研究分析知识: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、拜谱个人总结

衣康酸一直被表示是首要性的精细化工成品,近些年以来探析否认衣康酸可在辅乳期宠物人体内炼制,是三羧酸无限循环的首要性发展物,兼备抗体力调节管控活力性的内源产生物小分子式,而使广受目光。衣康酸并不是过剩二元酸,内含的不过剩双键、羧基和羟基为其介绍了生动化学工业性,组成部分类型中的亲电性α,β-不过剩羧酸组成部分类型对蛋清质上的活力性半胱氨酸残基对其进行烷基化呈现(迈克尔增益生理反应),此译为后呈现被被叫做“衣康酸呈现(itaconation)”,而能直接影响蛋清质模块,调节管控抗体力回应和产生渠道,为多类肠道疾病治疗药物开发给出新思维。

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,其中医学专业任何时候酶联免疫法靶向疗法药物排泄组(QMT1000)和热量排泄靶向疗法药物排泄组产品均可对衣康酸及其类似物进行靶点絕對降钙素原检查测量检查测量。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表达组学产品,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!

参考选取论文资料

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