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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17年Nature立即有关报道乳过酸装饰,乳酸此“代谢转化固体废物”一跃当上“遗迹小碳原子”,未尝“20年窗下无人机问,一跃刚出道小说天下知”。殊不止,是 三羧酸反复的(TCA)中央结果的衣康酸(Itaconate,ITA)跟乳酸竟有完全相同的境况,从年后始的“另作来用”,到现今挖掘其为重要的生物制品学性能,特意是在抗体国家宏观调控科研范围。接下来,厂家陪你去一件明白以下衣康酸的“上辈子”与“今生今世”。

01、衣康酸的感觉与發展

衣康酸的发觉能否溯源到19世记30年份(图1)。年后始包括是 其中一种主要的可挥发合出和化工机械产量食材被熟识。1840年,华烨学界Gustav Crasso核实了衣康酸是顺乌头酸热分解掉反應的产品,并举新的分布顺乌头酸(aconitate)的英语翻译英文字顺序图,将该产品定名为衣康酸(itaconate)。 衣康酸的发展趋势体验了从较早的实业运用到完后构成其植物学模块的变化。终会近十几种年,有效家们才发现了衣康酸的存在于母乳喂养植物巨噬细胞膜内,然后是种具备更重要性抗体控制模块的基础基础代谢基础代谢物。201三年,Michelucci等等阐明了母乳喂养植物中衣康酸的植物制作而成经由。自那今后,许多探究表示了衣康酸在抗体现象、基础基础代谢和感染期间关键点各个环节的更重要性效用,探究点击率定期变高(图2)。

图1:衣康酸(ITA)实验日子表

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

图2:PubMed衣康酸及衣康碱化突显专著计算

02、衣康酸在各种不同慢性病钻研中的采用

对于TCA配置中的当中分解代谢率物,衣康酸转换分解代谢率、天然免役细胞和发炎的时候的双方反应,为中药避免天然免役细胞发炎性皮肤急病带来了替代品中药避免方式。Lampropoulou等等本次找到动脉输注DMI可少小鼠脑供血不足的时候的心梗户型,自从发布了多页文献资料,新闻稿件了在种种发炎性皮肤急病的動物三维三维模型中接受ITA或其药剂学遮盖诞生物的中药避免益处,属于抵抗传染疾患毒和有害菌感梁,以减缓斑秃、血糖高、玻纤化、心复制、I/R拉伤、肥胖症症、骨软骨炎、面神经退行性皮肤急病、败血症、癌症晚期等(表1-2)。一些设计特别指出了为ITA的应对在的不同皮肤急病视频背景下避免发炎和相关联病理学的常见提升空间。与此同时,最近几天的设计找到,在小鼠三维三维模型中,IRG1染色体的缺位调低了癌肿成长并改善了天然免役细胞中药避免的副作用。尽管,一些找到为在临床上大环境中宇宙探索涉及ITA预警的中药避免方式带来了让人觉得卸载的说法前提。 (表源:Yang, Wenchang et al.,Cell Mol Biol Lett. 2023)

表1 衣康酸极其研究物在各种不同的疾病仿真模型中的参与到长效机制

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

表2 衣康酸以及在肝癌中的影响

03、衣康酸的生物技术合成视频与代谢转化

衣康酸是TCA配置的正中间物品,由天然免疫系统人体肿瘤组织初次应答人类基因1(IRG1)打码的乌头酸脱羧酶(ACOD1)使顺乌头酸脱羧行成。母乳喂奶绿色人体肿瘤组织,大组成部分是骨髓人体肿瘤组织,行成ITA用作天然免疫系统人体肿瘤组织不良反映的三组成部分,并进行它来调准细菌感染病变。在行成ITA的人体肿瘤组织中,ITA工业制硝酸新陈代谢转化率可采用三步曲不良反映进行:先是ITA和转化了为衣康酰辅酶a,并且衣康酰辅酶a水合为青青金桔汁酰辅酶a,最后的青青金桔汁酰辅酶a裂解为乙酰辅酶a和二甲苯酸,不同由蜜腊酰辅酶a炼制酶(SCS)、甲基戊烯二酰辅酶A水合酶(AUH)和青青金桔汁酸裂解酶β亚基样(CLYBL,也通常是指青青金桔汁酰辅酶a裂解酶)催化氧化。尽可能二甲苯酸会进到一些新陈代谢转化率路线,也包括TCA配置(图3),但尚不清除ITA工业制硝酸新陈代谢转化率可不可以益于细菌感染病变这段时间内天然免疫系统人体肿瘤组织人体肿瘤组织的能力和怪物炼制需求量。

图3:衣康酸的代谢转化下列关于一样物和ip产业物

(图源:Ye, Dan et al.,Trends Endocrinol Metab. 2024) 在空间框架上,衣康酸都是种享有α,β-不过剩烯烃的五碳二羧酸,它在空间框架类式于磷酸烯醇式甲苯酸(PEP)、α-酮戊二酸(α-KG)、蜜腊酸、丙二酸和富马酸等别分解物,为其市场竞争性促使糖分解的时候中最为关键的酶能给出空间框架基础上,然而参与的细胞系分解重语言编程。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),经常用来在休外和胃中模拟训练其生物体学相应,因二者享有高的膜渗性,且与衣康酸生物体学学的功能相类似,4-OI可在胞内转换为衣康酸,这为衣康酸的生物制药研制开发能给出了更好地有可能,也为因为衣康酸的新治疗方案指出了朝向。

04、衣康酸的使用靶点和使用措施

与太而言相应中组织分解消化吸收率物不同于于,ITA不参与的与正能量组织分解消化吸收率或生物学合并相应的组织分解消化吸收率手段,这呈现它或许核心独有于中组织分解消化吸收率推动其的基本职能。之前二十二年的分析看见,哺乳期间食草动物组织中制造的ITA是另一种讯号分子结构,确认切合和关系不同于于靶蛋清的的基本职能来调免疫检测系统现象(图4)。① ITA自动可以调接组织分解消化吸收率酶蜜腊酸脱氢酶(SDH),会造成蜜腊酸1个,转变组织组织分解消化吸收率。② ITA简答繁衍物学影响共价蛋清质烷基化。KEAP1 E3泛素无线连接酶的烷基化自动可以调接KEAP1介导的NRF2化学降解并解锁NRF2介导的防氧化应激性现象。③ ITA自动可以调接TET DNA双加氧酶,带动DNA甲基化,调表观遗传呈现。④排出型ITA是G蛋清偶联肾上腺素受体(GPCR)蛋清OXGR1的焦躁剂,带动Ca2+讯号环路。了解一下ITA切合对哪些蛋清质的调,往往对ITA在免疫检测系统调中的的基本职能,还对其隐性的开展拜谱生物都是关键意议。

图4:衣康酸的目的靶点和目的系统

(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依据迈克尔增加反响(Michael addition reaction)烷基化淡化各种相关核蛋白的半胱氨酸残基,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举例双重性物的目的靶点和目的规则

05、著名资料转发

学术论文一

英语问题:Itaconate is an anti-inflammatory metabolite that activates Nrf2 via alkylation of KEAP1(NATURE,Q1,2018)

中文翻译题头:衣康酸是一种抗炎代谢物,可通过KEAP1的烷基化激活Nrf2

论述项目: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 核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。

论文二

英文字母题头:Itaconate uptake via SLC13A3 improves hepatic antibacterial innate immunity(DEVELOPMENTAL CELL,Q1,2024)

2英文主题:SLC13A3介导的衣康酸胞内转运增强肝脏抗菌先天免疫

的研究相关内容: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)

学术论文三

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

中文字幕题头:4-辛基衣康酸作为代谢衍生物通过STING烷基化抑制炎症

探析內容: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

衣康酸是直被表示是核心的化工品产品设备,近两近两年来来钻研确认衣康酸可在辅乳期小动物身体内合成视频,是三羧酸不断循环的核心衍生产品物,极具抗体监测生物的内源分泌物小分子形式,而使最受点赞。衣康酸不会是处于饱和点状态二元酸,有的不是处于饱和点状态双键、羧基和羟基为其带动了好动检查是否性能,形式中的亲电性α,β-不是处于饱和点状态羧酸形式对血清质上的生物半胱氨酸残基去烷基化遮盖(迈克尔加上生理反应),这样译文资料后遮盖被又名“衣康酸遮盖(itaconation)”,而使决定血清质功能性,监测抗体初次应答和分泌路径,为多种多样病症口服药物新产品开发出示新一个构想。

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,其中医学研究根本化学发光法靶向药物治疗分解组(QMT1000)和消耗的能量分解靶向药物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一定量检查测量。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突显组学产品,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!

关联性文献资料

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
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