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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2019Nature首轮新闻乳酸性反应绘制,乳酸这款“消化吸收废物回收”一跃变为“遗迹小大分子”,殆的意思“三年窗下无人售货问,一声令下一举成名江湖知”。殊不作,看做三羧酸巡环(TCA)前面生成物的衣康酸(Itaconate,ITA)跟乳酸竟有差不多的境地,从年后始的“另作它用”,到目前挖掘其根本的海洋生态学功能模块,尤其是是在天然免疫调空研发行业。在这里,就和你一并一并认知点一下衣康酸的“上一世”与“今身”。

01、衣康酸的发掘与成长

衣康酸的表明就可以朔源到19世记30年(图1)。一会起主要的做为是一种关键的有机肥料炼制和化工行业研发材质被了解。1840年,欧洲德国历史学者Gustav Crasso询问了衣康酸是顺乌头酸热分解成的反应的副产品,相结合新布置顺乌头酸(aconitate)的用英语英文字顺寻,将该副产品排列顺序为衣康酸(itaconate)。 衣康酸的發展的经历了从原本的工业品应该用到二次表述其菌物学功效的演变。到最近近几十年,科学性家们才显示衣康酸存在的于乳期期间生态学巨噬人体细胞内,且是一个种有着必要性免疫抗体检测房产调控功效的消化吸收生成物。201两年,Michelucci等证明了乳期期间生态学中衣康酸的菌物合并行业。自那今后,大批探讨方案表示了衣康酸在免疫抗体检测反應、消化吸收和细菌感染直接最为关键的部分的必要性的作用,探讨方案直通车点击延续上升的(图2)。

图1:衣康酸(ITA)分析期限表

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

图2:PubMed衣康酸及衣康碱化呈现期刊论文数据分析

02、衣康酸在各个疾病症状研究探讨中的应用

当做TCA循环法中的上面消化吸收转化物,衣康酸调结消化吸收转化、免疫力检测抗体和消化道急病左右的双方功能,为的制疗免疫力检测抗体消化道急病性消化道急病作为了替代品的制疗战略。Lampropoulou抓捕第一回声明书血管输注DMI可极大减少小鼠血管痉挛其间的心梗面積,从始发表文章了数篇论文范文,报道怎么写了在各样消化道急病性消化道急病的动物界建模方法中索取ITA或其无机化学呈现设计分析物的的制疗益处,涵盖抗虫毒和有害菌感动,以得到减轻症状斑秃、尿毒症、食物纤维化、二尖瓣移值、I/R挫伤、高脂肪症、骨肘风湿病、运动神经退行性消化道急病、败血症、癌病等(表1-2)。那些设计分析重视了为ITA的干涉在不一样消化道急病视频背景下减轻症状消化道急病和想关病理学的范围广价值。然而,这两天的设计分析反映,在小鼠建模方法中,IRG1遗传基因的损坏减轻了肺部肿瘤生长的并增加了免疫力检测抗体的制疗的好处。肯定,那些发觉为在临床试验室内环境中生命的进化根据ITA警报的的制疗战略作为了可笑心服的概念理论知识。 (表源:Yang, Wenchang et al.,Cell Mol Biol Lett. 2023)

表1 衣康酸以至于衍生物物在有所不同病症绘图中的参入规则

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

表2 衣康酸名词解释在胃癌中的效果

03、衣康酸的海洋生物炼制与分解

衣康酸是TCA巡环的两边副产物,由免役检测对答基因遗传1(IRG1)编码查询的乌头酸脱羧酶(ACOD1)使顺乌头酸脱羧存在。喂母乳动物界组织癌人体组织,主耍是骨髓组织癌人体组织,存在ITA看作免役检测不良不起作用的是一区域,并应用它来调接宫颈慢性炎症。在存在ITA的组织癌人体组织中,ITA化解排泄可借助3步不良不起作用完成:一开始ITA转换成为衣康酰辅酶a,之后衣康酰辅酶a水合为柚子酰辅酶a,最后一个柚子酰辅酶a裂解为乙酰辅酶a和异丙醇酸,各是由虎珀酰辅酶a聚合酶(SCS)、甲基戊烯二酰辅酶A水合酶(AUH)和柚子酸裂解酶β亚基样(CLYBL,也被视为柚子酰辅酶a裂解酶)催化剂的作用。既然异丙醇酸能进去不同的排泄路径,涵盖TCA巡环(图3),但尚不清理ITA化解排泄是不是可进一步宫颈慢性炎症的时候免役检测组织癌人体组织的势能和生物制品聚合所需。

图3:衣康酸的新陈代谢以及其类式物和双重性物

(图源:Ye, Dan et al.,Trends Endocrinol Metab. 2024) 在构成上,衣康酸是种有α,β-不趋于稳定烯烃的五碳二羧酸,它在构成类式于磷酸烯醇式异丙醇酸(PEP)、α-酮戊二酸(α-KG)、蜜腊酸、丙二酸和富马酸等另外分泌物,为其恶性竞争性促使糖分泌工作中要素酶可以提供了构成基础理论,关键在于体验组织细胞分泌重程序语言。衣康酸的酯化衍生产品物,4-辛基衣康酸(4-octyl itaconate,4-OI)和衣康酸二甲酯(Dimethyl itaconate,DMI)(图3),常适用于在休外和人体模仿其生物技术学调节作用,因想一想具备高的膜加入性,且与衣康酸生物技术学学系统似的,4-OI可在胞内流量转化为衣康酸,这为衣康酸的制药研发部门可以提供了了大量可能性,也为鉴于衣康酸的新治疗指路明了方向盘。

04、衣康酸的做用靶点和做用机制化

与基本上数某个后面分解率物有所差异,ITA不进入与养分分解率或生物工程组成一些的分解率路径,这显示它或者主要是独立空间于后面分解率展现其作用。在过去20年的科学研究得知,喂母乳小动物受损細胞中生产的ITA是这种数据信息原子核,采用相联系和危害有所差异靶核球蛋白酶质的作用来调试天然免疫細胞化学反响(图4)。① ITA阻止分解率酶虎珀酸脱氢酶(SDH),产生虎珀酸累积,改善受损細胞分解率。② ITA名词解释研究物工程诱发共价核球蛋白酶质质烷基化。KEAP1 E3泛素连接方式酶的烷基化阻止KEAP1介导的NRF2化学降解并刺激NRF2介导的氧化反响应激反响化学反响。③ ITA阻止TET DNA双加氧酶,力促DNA甲基化,调试基因组展现。④代谢型ITA是G核球蛋白酶质偶联球蛋白激酶(GPCR)核球蛋白酶质OXGR1的清凉剂,力促Ca2+数据信息环路。明白ITA相联系对这核球蛋白酶质质的调试,不禁对ITA在天然免疫細胞调试中的作用,而是对其隐性的冶疗应用软件都是有的注重价值。

图4:衣康酸的功用靶点和功用机能

(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加持的反应(Michael addition reaction)烷基化呈现各种相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十分衍生产品物的功能靶点和功能逻辑

05、经典之作学术论文推荐

文献综述一

英文翻译题目:Itaconate is an anti-inflammatory metabolite that activates Nrf2 via alkylation of KEAP1(NATURE,Q1,2018)

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

研究分析相关内容: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 血清上的半胱氨酸残基 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。

文献资料二

英文怎么说问题:Itaconate uptake via SLC13A3 improves hepatic antibacterial innate immunity(DEVELOPMENTAL CELL,Q1,2024)

简体中文微信标题:SLC13A3介导的衣康酸胞内转运增强肝脏抗菌先天免疫

的研究的内容: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)

专著三

英语怎么说主题:4-octyl itaconate as a metabolite derivative inhibits inflammation via alkylation of STING(Cell Reports,Q1,2023)

常常大标题:4-辛基衣康酸作为代谢衍生物通过STING烷基化抑制炎症

探析方式: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

衣康酸不是直被认同是很重要的的化工厂的产品,近些载以来来探析印证衣康酸可在喂乳两栖动物胃中分解,是三羧酸间歇的很重要的双重性物,有免疫系统力改善亲水性的内源细胞代谢率物小氧分子,关键在于广受大家关注。衣康酸是没有饱合二元酸,具有刺激性的不饱合双键、羧基和羟基为其产生了外向耐腐蚀的性质,组成部分中的亲电性α,β-不饱合羧酸组成部分对血清质上的亲水性半胱氨酸残基去烷基化遮盖(迈克尔加上反响),这一项全文翻译后遮盖被称是“衣康酸遮盖(itaconation)”,而能作用血清质工作,改善免疫系统力对答和细胞代谢率前提条件,为各种各样疾病症状药材生产制造展示 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,其中医学研究非常一定量靶点药物分解基础分解代谢组(QMT1000)和人体脂肪分解基础分解代谢靶点药物分解基础分解代谢组产品均可对衣康酸及其类似物进行靶向治疗根本降钙素原加测加测。近期,拜谱生物将推出基于化学蛋白质组学的衣康碱化装饰组学产品,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!

参考资料文献综述

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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