拜谱生物

400-820-8531
News center
拜谱生物
首页 > 拜谱生物 > 干货分享 > 乳酸的奋斗史周围人——衣康酸!这篇文章教你清楚衣康酸

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17年Nature首个简报乳碱化修饰语,乳酸这点“产生有害垃圾”一跃将成为“神秘宝藏小分子式”,其功“十二年窗下无人机问,一举出名出名世上知”。殊不意,为三羧酸巡环(TCA)前面化合物的衣康酸(Itaconate,ITA)跟乳酸竟有完全相同的境地,从开一已经开始的“另作来用”,到现在发展其最重要的动物学功用,尤其是是在抗体调整探索业务领域。令天,这里让你一齐认知两下衣康酸的“前生”与“此生”。

01、衣康酸的出现与提升

衣康酸的发展可能起源于到19时代3080年代(图1)。一会逐渐开始包括当做本身首要的有机质转化成和化工厂产量原辅材料被了解世界。1840年,法国经济学家Gustav Crasso询问了衣康酸是顺乌头酸热转化响应的货物,兼具新排列方式顺乌头酸(aconitate)的国外英照片文英文大小写字母按序,将该货物重新命名为衣康酸(itaconate)。 衣康酸的快速发展过程了从刚开始的的企业APP到二次的定义其怪物学工作键的演变。甚至近四十多年,科学合理家们才找到衣康酸极具于母乳喂奶小两栖动物巨噬组织细胞内,与此同时就是种极具主要性抗体抗体房产调控工作键的分解转化货物。2014年,Michelucci等蕴含了母乳喂奶小两栖动物中衣康酸的怪物镶嵌路径。自那而后,非常多的学习更加注重了衣康酸在抗体抗体化学反应、分解转化和宫颈炎症内重点关键点的主要性的作用,学习搜索热度长期增涨(图2)。

图1:衣康酸(ITA)探讨时间段表

(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专著统计分析

02、衣康酸在有差异重大疾病深入分析中的软件

成为TCA嵌套循环中的当中消化吸收物,衣康酸调准消化吸收、免役和慢性支原体传染互相的彼此之间副作用,为医疗免役慢性支原体传染性肠道的皮肤疾病症状供给了代替品医疗原则。Lampropoulou醉鬼第一次证明信冠状动脉输注DMI可减掉小鼠缺血性过程中的心肌梗塞范围,自此发稿了几篇论文题目,有关资料了在多种慢性支原体传染性肠道的皮肤疾病症状的昆虫三维建模中带来了ITA或其电学淡化具象化物的医疗益处,有身体毒和细菌病毒传染,以避免斑秃、血糖高、化学纤维化、心脏病移值、I/R影响、臃肿症、骨骨风湿病、中枢神经退行性肠道的皮肤疾病症状、败血症、癌症晚期等(表1-2)。这类探讨特别强调了应用于ITA的诊治在不同的肠道的皮肤疾病症状视频背景下解决慢性支原体传染和关于病症的常见提升空间。除此以外,最近几天的探讨显示,在小鼠三维建模中,IRG1遗传基因的丢失有效降低了癌症的生长并改善了免役医疗的副作用。换句话说,这类出现为在诊疗坏境中探讨争对ITA数据信息的医疗原则供给了可笑信任的理论与实践基础理论。 (表源:Yang, Wenchang et al.,Cell Mol Biol Lett. 2023)

表1 衣康酸下列不属于衍生物物在不一样疫情绘图中的体验制度

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

表2 衣康酸下列关于在癌证中的用处

03、衣康酸的海洋生物组成与排泄

衣康酸是TCA重复的中央物品,由天然免疫受损细胞检测对答DNA1(IRG1)识别码的乌头酸脱羧酶(ACOD1)使顺乌头酸脱羧呈现。哺乳当天动植物上皮受损细胞核核,属于是骨髓上皮受损细胞核核,呈现ITA最为天然免疫受损细胞检测响应的三要素,并应用它来改善宫颈支原体感染。在呈现ITA的上皮受损细胞核核中,ITA分解掉成分解掉可实现四步响应对其进行:应当ITA导出为衣康酰辅酶a,第二衣康酰辅酶a水合为柚子百香果酰辅酶a,之后柚子百香果酰辅酶a裂解为乙酰辅酶a和甲苯酸,分别是由蜜腊酰辅酶a炼制酶(SCS)、甲基戊烯二酰辅酶A水合酶(AUH)和柚子百香果酸裂解酶β亚基样(CLYBL,也分为柚子百香果酰辅酶a裂解酶)催化氧化。即使甲苯酸会步入不同分解掉路经,属于TCA重复(图3),但尚不明确ITA分解掉成分解掉有无促使宫颈支原体感染当天天然免疫受损细胞检测上皮受损细胞核核的激光能量和怪物炼制供给。

图3:衣康酸的细胞代谢试述有些相似物和繁衍物

(图源:Ye, Dan et al.,Trends Endocrinol Metab. 2024) 在组成上,衣康酸是一个种所含α,β-不饱满烯烃的五碳二羧酸,它在组成之类于磷酸烯醇式异丙醇酸(PEP)、α-酮戊二酸(α-KG)、琥铂酸、丙二酸和富马酸等某个消化吸收物,为其行业性缓和糖消化吸收步骤中重要酶作为组成基础上,然后通过细胞核消化吸收重c语言编程。衣康酸的酯化并衍菌物,4-辛基衣康酸(4-octyl itaconate,4-OI)和衣康酸二甲酯(Dimethyl itaconate,DMI)(图3),平常适用于在肚子里和肚子里养成其菌物不确定性,因两者包括高的膜渗透工作会更性,且与衣康酸菌物学的功能差不多,4-OI可在胞内转换成为衣康酸,这为衣康酸的国药生产研发作为了更高很有可能,也为应用场景衣康酸的新辽法指向了大方向。

04、衣康酸的角色靶点和角色策略

与绝大部分数别的里边组织内部分解物各个,ITA不参入与消耗的能量组织内部分解或生物学合出有关的的组织内部分解方法,这反映出它会大部分独立空间于里边组织内部分解推动其性能。往日二是年的研究分析挖掘,乳期小动物组织内部中带来的ITA看做一款的数据信号氧分子,利用组合和应响各个靶淀粉酶的性能来调整免疫系统检测作用(图4)。① ITA限制组织内部分解酶琥铂酸脱氢酶(SDH),使得琥铂酸掌握,修改组织内部组织内部分解。② ITA举例说明衍生物物学吸引共价淀粉酶质烷基化。KEAP1 E3泛素连结酶的烷基化限制KEAP1介导的NRF2光降解并激活码NRF2介导的氧化反响应激反响作用。③ ITA限制TET DNA双加氧酶,使得DNA甲基化,调整dna呈现。④排出型ITA看做G淀粉酶偶联多巴胺受体(GPCR)淀粉酶OXGR1的气愤剂,使得Ca2+的数据信号环路。熟知ITA组合对以上淀粉酶质的调整,一方面对ITA在免疫系统检测调整中的性能,同时对其隐藏的的冶疗选用还有更重要效果。

图4:衣康酸的用处靶点和用处系统

(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按照迈克尔加上反响(Michael addition reaction)烷基化呈现有关于淀粉酶质的半胱氨酸残基,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名词解释产生物的做用靶点和做用新机制

05、經典文献综述讲解

医学文献一

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

中文字幕网站标题:衣康酸是一种抗炎代谢物,可通过KEAP1的烷基化激活Nrf2

调查项目: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 蛋白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。

专著二

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

中文翻译标题格式:SLC13A3介导的衣康酸胞内转运增强肝脏抗菌先天免疫

实验信息内容: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)

资料三

国外英文标题格式:4-octyl itaconate as a metabolite derivative inhibits inflammation via alkylation of STING(Cell Reports,Q1,2023)

中文字幕标题文字:4-辛基衣康酸作为代谢衍生物通过STING烷基化抑制炎症

实验知识: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、拜谱总结

衣康酸是一个直被感觉是极为为重要的热厂品,近两这几年来来深入分析印证衣康酸可在蒲乳期甲壳动物身上制成,是三羧酸巡环的极为为重要延伸物,拥有免役宏观宏观调控灵活力性的内源分解物小氧分子,最后受人关注新闻。衣康酸是饱合状态二元酸,所含的不饱合状态双键、羧基和羟基为其产生了生动活泼化学上物理性质,组成部分中的亲电性α,β-不饱合状态羧酸组成部分对球高血清上的灵活力性半胱氨酸残基展开烷基化突显(迈克尔增加反应迟钝),相应讲述后突显被叫作“衣康酸突显(itaconation)”,接着关系球高血清功能性,宏观宏观调控免役初次应答和分解经由,为许多种急病药材生产研发能提供新一个构想。

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,其中生物学可以说 化学发光法靶向治疗治疗新陈新陈代谢率组(QMT1000)和能量场新陈新陈代谢率靶向治疗治疗新陈新陈代谢率组产品均可对衣康酸及其类似物进行靶向药物坚决参考值测试。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!

考虑论文资料

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