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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第一回媒体报道乳酸性反应遮盖,乳酸整个“产生有害垃圾”一跃变成 “藏宝图小氧分子”,可以说是“多年窗下无人售货问,一举成名作成名作天下网知”。殊茫然不知,算作三羧酸巡环(TCA)正中间产品的衣康酸(Itaconate,ITA)跟乳酸竟有完全相同的境地,从年后始的“另作我用”,到目前会发现其最重要的动物学技能,越来越是在免疫检测调空探析领域。近日,编辑陪我分着熟知一个衣康酸的“上一世”与“此生”。

01、衣康酸的得知与发展前景

衣康酸的得知就可以追溯到19新时代30时期(图1)。开一已经具体充当的根本的充分合成视频和化工环保的生产制造原材料被了解。1840年,谈起德国史学家Gustav Crasso核验了衣康酸是顺乌头酸热可分解发生反应的产品,基本原则新陈列顺乌头酸(aconitate)的因为符号步骤,将该产品取名为衣康酸(itaconate)。 衣康酸的的发展体验了从曾经的工艺选用到从新构成其海洋分子生物工程学功效的改变。昨天近10多长时间,小学科学者们才察觉到衣康酸会存在于喂奶植物巨噬神经元内,并是一种种包括核心性天然免疫性调节管控功效的排泄化合物。201两年多,Michelucci等等反映了喂奶植物中衣康酸的海洋生物工程转化成路径。自那未来,丰富探讨指出了衣康酸在天然免疫性影响、排泄和支原体感染中间核心各个环节的核心性影响,探讨人气延续增长(图2)。

图1:衣康酸(ITA)探析事件表

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

图2:PubMed衣康酸及衣康过酸呈现专著统计数据

02、衣康酸在各不相同疫情探究中的运用

对于TCA无限循环中的在前三天消化吸收物,衣康酸调低消化吸收、抗体和杆菌病毒两者的互不使用,为控制抗体杆菌病毒性急病提拱了代换控制攻略。Lampropoulou醉鬼第二次认定书动脉输注DMI可以减少小鼠脑供血不足前三天的冠心病范围,之后发表文章了多页开题报告,媒体报道了在多种杆菌病毒性急病的各种动物对建模 中予以ITA或其有机化学表达发展物的控制益处,也包括身体毒和杆菌病毒,以减弱斑秃、胃癌、黏胶纤维化、肝脏冻胚移植、I/R感觉神经损伤、肥胖症症、骨软骨炎、感觉神经退行性急病、败血症、肝癌等(表1-2)。这种探析特别指出了特征提取ITA的指导在多种急病的背景下改善杆菌病毒和相关的病症的很广价值。除此之外,在最近这一段时间的探析反映出,在小鼠对建模 中,IRG1遗传基因的短缺减轻了良性肿瘤种植并增进了抗体控制的效果。换句话说,这种显示为在临床研究的环境中探索世界而对ITA讯号的控制攻略提拱了最让人信赖的理论与实践核心。 (表源:Yang, Wenchang et al.,Cell Mol Biol Lett. 2023)

表1 衣康酸下列不属于衍化物在不同的重大疾病仿真模型中的参与到系统

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

表2 衣康酸及在肺癌中的功能

03、衣康酸的生物制品结合与细胞代谢

衣康酸是TCA间歇的期间内化合物,由免役初次应答遗传基因1(IRG1)商品编码的乌头酸脱羧酶(ACOD1)使顺乌头酸脱羧行成。蒲乳期植物細胞,重点是骨髓細胞,行成ITA充当免役不起作用的一本分,并灵活运用它来调低疾病。在行成ITA的細胞中,ITA化解产生可经过三步曲不起作用来:先要ITA转换为衣康酰辅酶a,那么衣康酰辅酶a水合为柚子百香果酰辅酶a,接下来柚子百香果酰辅酶a裂解为乙酰辅酶a和异丙醇酸,各是由琥铂酰辅酶a人工视频酶(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,也称做柚子百香果酰辅酶a裂解酶)催化氧化。然而异丙醇酸应该开启繁多产生路线,以及TCA间歇(图3),但尚不明白ITA化解产生能不能助疾病期间内免役細胞的人体脂肪和生物技术人工视频使用需求。

图3:衣康酸的消化吸收还有像物和衍生物物

(图源:Ye, Dan et al.,Trends Endocrinol Metab. 2024) 在空间型式上,衣康酸是种含带α,β-不是处于饱和状态烯烃的五碳二羧酸,它在空间型式一样于磷酸烯醇式二甲苯酸(PEP)、α-酮戊二酸(α-KG)、虎珀酸、丙二酸和富马酸等别新陈消化吸收物,为其竟争性抑止糖新陈消化吸收工作中根本酶展示 空间型式理论知识,而使体验細胞新陈消化吸收重编译程序。衣康酸的酯化衍化物,4-辛基衣康酸(4-octyl itaconate,4-OI)和衣康酸二甲酯(Dimethyl itaconate,DMI)(图3),通常情况下广泛用于在身体之外和自身仿真其菌物相互作用,而是这句话包括高的膜延展性性,且与衣康酸菌物学功能性类似于,4-OI可在胞内转为为衣康酸,这为衣康酸的药业科研开发展示 了太多有机会,也为针对衣康酸的新治疗方案明确了方面。

04、衣康酸的意义靶点和意义制度

与大部分是数另一里面组织生成转化物差异,ITA不积极参与与能量转换组织生成转化或生物技术分解相应的的组织生成转化渠道,这表示它或许首要经济独立于里面组织生成转化生成其实用用途。过20年的探析察觉到,母乳喂养部分动物组织中生成的ITA用作一类电磁波团伙,采用联系和会影响差异靶核球蛋清酶的实用用途来可以自动调准抗体的现象(图4)。① ITA克制组织生成转化酶蜜腊酸脱氢酶(SDH),引致蜜腊酸积攒,改变了组织组织生成转化。② ITA以及其延伸物技术产生共价核球蛋清酶烷基化。KEAP1 E3泛素连结酶的烷基化克制KEAP1介导的NRF2吸附并刺激启动NRF2介导的氧化现象应激现象的现象。③ ITA克制TET DNA双加氧酶,使得DNA甲基化,可以自动调准DNA表明。④外分泌型ITA用作G核球蛋清酶偶联蛋清激酶(GPCR)核球蛋清酶OXGR1的紧张剂,使得Ca2+电磁波通道。掌握ITA联系对这类核球蛋清酶的可以自动调准,不光对ITA在抗体可以自动调准中的实用用途,同时还对其内在的改善APP也有最重要重大意义。

图4:衣康酸的影响靶点和影响体制

(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顺利通过迈克尔减伤想法(Michael addition reaction)烷基化绘制想关蛋清质的半胱氨酸残基,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还有产生物的的功效靶点和的功效措施

05、金典期刊论文分析

论文一

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

简体中文副标题:衣康酸是一种抗炎代谢物,可通过KEAP1的烷基化激活Nrf2

调查信息: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。

医学文献二

英语怎么说子标题:Itaconate uptake via SLC13A3 improves hepatic antibacterial innate immunity(DEVELOPMENTAL CELL,Q1,2024)

简体中文名称:SLC13A3介导的衣康酸胞内转运增强肝脏抗菌先天免疫

探索內容: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)

文章三

英语小标题:4-octyl itaconate as a metabolite derivative inhibits inflammation via alkylation of STING(Cell Reports,Q1,2023)

2英文微信标题:4-辛基衣康酸作为代谢衍生物通过STING烷基化抑制炎症

理论研究方面: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

衣康酸就是一直被以为是重点的化工新材料产品的,近些这几年来探析核实衣康酸可在母乳喂奶绿色人体镶嵌,是三羧酸循环往复的重点发展物,具备免疫力检测调节管控化学上活化的内源分解物小分子式,故而更受目光。衣康酸都是不是处于过饱和状态状态二元酸,有效的不是处于过饱和状态状态双键、羧基和羟基为其带来了了活泼可爱化学上类型,型式中的亲电性α,β-不是处于过饱和状态状态羧酸型式对血清质上的化学上活化半胱氨酸残基采取烷基化掩盖(迈克尔增益反應),这类翻译英语后掩盖被可称“衣康酸掩盖(itaconation)”,以致应响血清质的功能,调节管控免疫力检测回应和分解条件,为不同急病药物治疗研制开发带来了新策略。

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,其中药学绝按量靶点产生组(QMT1000)和激光能量产生靶点产生组产品均可对衣康酸及其类似物进行靶点可以说 按量论文检测。近期,拜谱生物将推出基于化学蛋白质组学的衣康酸性反应遮盖组学产品,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

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