拜谱生物

400-820-8531
News center
拜谱生物
首页 > 拜谱生物 > 干货分享 > 乳酸的逆襲兄弟姐妹——衣康酸!这篇跟大家了解衣康酸

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2018年Nature再次报导乳过酸表达,乳酸这里“产生危化物”一跃成為“宝藏地方小氧分子”,未尝“五年窗下没有人问,一些少年得志天下下载知”。殊不晓得,有所作为三羧酸反复的(TCA)在期间物质的衣康酸(Itaconate,ITA)跟乳酸竟有一样的的境况,从年后始的“另作它用”,到当初挖掘其关键的生物体学作用,相当是在免疫细胞调节学习区域。接下来,版主陪你去一件知道一些衣康酸的“今世来世”与“今世”。

01、衣康酸的感觉与趋势

衣康酸的发现能够 溯源到19上个世纪30年(图1)。开展开最主要的用作是一种至关重要的巧妙镶嵌和化工公司生產原石被所知。1840年,德学家Gustav Crasso明确了衣康酸是顺乌头酸热拆分不起作用的结果,重在新排列三顺乌头酸(aconitate)的国外英照片文字母组合循序,将该结果创建为衣康酸(itaconate)。 衣康酸的发展前景经力了从原本的工业化的适用到重拾举例其生理学学技能的转化。知道近二十多年,科学实验家们才发觉衣康酸存在的于哺乳期间期动物巨噬神经元内,然而不是种具备根本免疫细胞细胞自我调节技能的排泄基础代谢物。201两年多,Michelucci几人证明了哺乳期间期动物中衣康酸的生理学聚合经由。自那后期,很大深入分析反复强调了衣康酸在免疫细胞细胞发生反应、排泄和慢性炎症彼此关键因素关键点的根本使用,深入分析热量长期升(图2)。

图1:衣康酸(ITA)学习期限表

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

图2:PubMed衣康酸及衣康硝化作用体现资料核算

02、衣康酸在不一慢性病学习中的操作

算作TCA巡环中的正中间新陈分泌物,衣康酸调高新陈分泌、免疫系统系统力和传染内分泌重大病互相的上下级效应,为改善免疫系统系统力传染内分泌重大病性传染内分泌重大病带来了用于改善管理措施。Lampropoulou醉鬼本次声明书门静脉输注DMI可以减少小鼠梗死这段时间的心肌梗塞总面积,从此以后收录了多页综述,简报了在多种多样传染内分泌重大病性传染内分泌重大病的哺乳动物沙盘建模 中争取ITA或其催化绘制延伸物的改善益处,也包括抗病力毒和菌妇科感染,以减缓斑秃、血糖值高的、合成纤维化、二尖瓣移植后、I/R挫伤、过于肥胖症、骨骨节炎、面神经退行性传染内分泌重大病、败血症、癌症复发等(表1-2)。这部分研究方案分析特别强调了通过ITA的调查在多种传染内分泌重大病视频背景下得到缓解传染内分泌重大病和相应的疾病的广泛应用前景。显然,近些年的研究方案分析体现了,在小鼠沙盘建模 中,IRG1染色体的短缺缩减了肉瘤生长期并资料了免疫系统系统力改善的效率。总的来说,这部分找到为在临床护理大环境中研究应对ITA无线信号的改善管理措施带来了从未有过折服的实际理论知识。 (表源:Yang, Wenchang et al.,Cell Mol Biol Lett. 2023)

表1 衣康酸和其研究物在不一急病建模 中的通过规则

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

表2 衣康酸和在癌症复发中的做用

03、衣康酸的生物制品合出与基础代谢

衣康酸是TCA巡环往复的中化合物,由抗体回应什么是基因1(IRG1)数字的乌头酸脱羧酶(ACOD1)使顺乌头酸脱羧造成。喂奶動物肿瘤細胞,其主要是骨髓肿瘤細胞,造成ITA算作抗体发应的是一位置,并利用率它来调准感染。在造成ITA的肿瘤細胞中,ITA分析消化吸收可根据二步发应来进行:1ITA还原成为衣康酰辅酶a,而后衣康酰辅酶a水合为青金桔片汁汁酰辅酶a,后面青金桔片汁汁酰辅酶a裂解为乙酰辅酶a和异丙醇酸,区分由琥铂酰辅酶a炼制酶(SCS)、甲基戊烯二酰辅酶A水合酶(AUH)和青金桔片汁汁酸裂解酶β亚基样(CLYBL,也又称青金桔片汁汁酰辅酶a裂解酶)催化氧化。虽说异丙醇酸可能步入各种各样的消化吸收前提条件,是指TCA巡环往复(图3),但尚不很明白ITA分析消化吸收要不要这样有利于感染期内抗体肿瘤細胞的能量是什么和生物工程炼制需要。

图3:衣康酸的排泄以及其类试物和随之出现物

(图源:Ye, Dan et al.,Trends Endocrinol Metab. 2024) 在设备构造上,衣康酸就是一种所含α,β-不饱和状态烯烃的五碳二羧酸,它在设备构造似类于磷酸烯醇式二甲苯酸(PEP)、α-酮戊二酸(α-KG)、琥铂酸、丙二酸和富马酸等另外分泌物,为其竞争性性促使糖分泌工作中关键所在酶供应设备构造前提,于是组织神经细胞分泌重程序编程。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),常常应用于在身体和肚子里虚拟其菌物效用,这是因为什么和什么具有着高的膜渗入性,且与衣康酸菌物学系统似的,4-OI可在胞内有效的转化为衣康酸,这为衣康酸的生物医药研究开发供应了更高有可能,也为为衣康酸的新中医疗法阐明了走向。

04、衣康酸的用途靶点和用途制度

与大很多数其他的期间排泄物各种,ITA不参与的与动能排泄或微生物分解成关联的排泄手段,这认为它有可能主耍孤立于期间排泄引发其职能。上去三几年的分析找到,哺乳期动物界体体细胞中引发的ITA当作属于手机走势氧分子,使用根据和后果各种靶蛋清的职能来控制器器免疫细胞检测生理作用(图4)。① ITA可控制排泄酶虎珀酸脱氢酶(SDH),引致虎珀酸积攒,转换体体细胞排泄。② ITA及衍微生物引致共价蛋清质烷基化。KEAP1 E3泛素联系酶的烷基化可控制KEAP1介导的NRF2可降解并激活码NRF2介导的腐蚀应激作用生理作用。③ ITA可控制TET DNA双加氧酶,催进会DNA甲基化,控制器器DNA表答。④分泌液型ITA当作G蛋清偶联蛋清激酶(GPCR)蛋清OXGR1的清凉剂,催进会Ca2+手机走势通道。熟知ITA根据对哪些蛋清质的控制器器,不只对ITA在免疫细胞检测控制器器中的职能,还有对其暗藏的治疗方法APP也有根本目的。

图4:衣康酸的效用靶点和效用缘由

(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凭借迈克尔暴伤反應(Michael addition reaction)烷基化体现有关于球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还有其延伸物的效果靶点和效果逻辑

05、金典文献综述介绍

文章一

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

中文版主题词:衣康酸是一种抗炎代谢物,可通过KEAP1的烷基化激活Nrf2

实验文章: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。

论文二

英语题头:Itaconate uptake via SLC13A3 improves hepatic antibacterial innate immunity(DEVELOPMENTAL CELL,Q1,2024)

中文名字主题词:SLC13A3介导的衣康酸胞内转运增强肝脏抗菌先天免疫

探析东西: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

因为关键词:4-octyl itaconate as a metabolite derivative inhibits inflammation via alkylation of STING(Cell Reports,Q1,2023)

繁体中文名称:4-辛基衣康酸作为代谢衍生物通过STING烷基化抑制炎症

深入分析网站内容: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、拜谱个人总结

衣康酸也是直被人为是非常很重要的化工公司服务,近几年里来论述核实衣康酸可在母乳喂奶家禽休内组成,是三羧酸无限循环的非常很重要研究物,有抗体抗体调节作用亲水性氧的内源代谢率率物小原子核,才能受到点赞。衣康酸不饱合二元酸,具有的不饱合双键、羧基和羟基为其面临了活波检查是否特点,设备构造中的亲电性α,β-不饱合羧酸设备构造对核营养物质上的亲水性氧半胱氨酸残基采取烷基化淡化(迈克尔增益反响),这个英译后淡化被誉为“衣康酸淡化(itaconation)”,必将影响力核营养物质效果,调节作用抗体抗体初次应答和代谢率率路径,为很多病症口服药研发培训提拱新思绪。

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,其中医学研究绝参考值靶向疗法治疗分解组(QMT1000)和卡路里分解靶向疗法治疗分解组产品均可对衣康酸及其类似物进行靶向药物丝毫定量分析检验。近期,拜谱生物将推出基于化学蛋白质组学的衣康过酸淡化组学产品,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!

参考使用文章

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