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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首度曝光乳碱化绘制,乳酸这一个“分解垃圾”一跃成了“宝箱小分子式”,也可以说“几年窗下無人问,一跃成名之路世间知”。殊不识,算作三羧酸循环系统(TCA)中部货物的衣康酸(Itaconate,ITA)跟乳酸竟有想同的际遇,从开开启的“另作我用”,到今日察觉到其主要的生物制品学职能,尤其抗体调节作用科学研究教育领域。今日,版主兜兜风一切清楚一点衣康酸的“这辈子来世”与“这辈子”。

01、衣康酸的发掘与成长

衣康酸的发现可以追朔到19二十一世纪30年份(图1)。开现在开始包括有所作为的最重要的无机制成和纸业制造主料被掌握。1840年,芬兰学界Gustav Crasso判断了衣康酸是顺乌头酸热转换反映的乙酰乙酸,重在新排列成顺乌头酸(aconitate)的英语英语字母顺寻,将该乙酰乙酸被命名为衣康酸(itaconate)。 衣康酸的进步经过了从原来的工业园应用到立即定位其微生态学基本功能性的变化。到最近近四十多年,科学性家们才感觉衣康酸会出现于母乳喂奶哺乳期小动物巨噬上皮细胞内,但是是一种种享有关键点免役检测干预基本功能性的基础排泄生成物。201三年,Michelucci宋江因表明了母乳喂奶哺乳期小动物中衣康酸的微怪物提炼途经。自那然后,丰富探析推崇了衣康酸在免役检测症状、基础排泄和支原体感染两者之间关键点过程的关键点目的,探析关注度快速回落(图2)。

图1:衣康酸(ITA)研究方案日期表

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

图2:PubMed衣康酸及衣康酸性反应掩盖学术论文统计数据

02、衣康酸在不一疾病症状研究方案中的应用

身为TCA无限循环中的间新陈消化吸收物,衣康酸转换新陈消化吸收、抗体抗体和支原体染上相互之间之间的相互之间能力,为医疗抗体抗体支原体染上性妇科肠道患病展示 了换用医疗营销管理策略。Lampropoulou醉鬼时需关系证明门静脉输注DMI可减低小鼠缺血性时的冠心病空间,自从刊登了好几篇文献,报道怎么写了在各种类型支原体染上性妇科肠道患病的软体动物模板中享有ITA或其化学上的体现衍生品物的医疗益处,也包括抗虫毒和真菌染上,以减少斑秃、尿毒症、纤维材料化、心脏,十分重要迁移、I/R受损、过于肥胖症、骨肘风湿病、精神退行性妇科肠道患病、败血症、癌症复发等(表1-2)。一些科研特别强调了对于ITA的认知在有差异妇科肠道患病视频背景下消除支原体染上和有关病理报告的普遍竞争力。不仅,近的科研表面,在小鼠模板中,IRG1基因组的欠缺有效降低了淋巴肿瘤植物的生长并开展了抗体抗体医疗的功效与作用。然而,一些看到为在临床检验氛围中探秘造成ITA移动信号的医疗营销管理策略展示 了引人相信的理论知识基础知识。 (表源:Yang, Wenchang et al.,Cell Mol Biol Lett. 2023)

表1 衣康酸和产生物在与众不同问题绘图中的参加逻辑

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

表2 衣康酸以及在癌病中的用途

03、衣康酸的生态学合成图片与代谢率

衣康酸是TCA反复的的里面副产物,由抗体癌组织细胞检测回话染色体1(IRG1)代码的乌头酸脱羧酶(ACOD1)使顺乌头酸脱羧会带来。喂乳甲壳动物神经元,常见是骨髓神经元,会带来ITA充当抗体癌组织细胞检测想法的1一半,并凭借它来自动调节细菌感染。在会带来ITA的神经元中,ITA工业制硝酸消化吸收可用三步曲想法采取:前提是ITA转变成为衣康酰辅酶a,而后衣康酰辅酶a水合为青百香果酰辅酶a,最好青百香果酰辅酶a裂解为乙酰辅酶a和甲苯酸,分别是由蜜腊酰辅酶a结合酶(SCS)、甲基戊烯二酰辅酶A水合酶(AUH)和青百香果酸裂解酶β亚基样(CLYBL,也分为青百香果酰辅酶a裂解酶)离子液体。尽量甲苯酸能够 渗入不同消化吸收方式,是指TCA反复的(图3),但尚不了解清楚ITA工业制硝酸消化吸收是不是利于细菌感染过程中抗体癌组织细胞检测神经元的能量是什么和菌物结合各种需求。

图3:衣康酸的基础代谢十分类式物和发展物

(图源:Ye, Dan et al.,Trends Endocrinol Metab. 2024) 在框架上,衣康酸一种富含α,β-不趋于稳定烯烃的五碳二羧酸,它在框架这样于磷酸烯醇式甲苯酸(PEP)、α-酮戊二酸(α-KG)、虎珀酸、丙二酸和富马酸等另外的消化吸收物,为其竞争性性减弱糖消化吸收全过程中关键点酶提拱框架依据,为了参与的神经细胞消化吸收重语言编程。衣康酸的酯化ip产业物,4-辛基衣康酸(4-octyl itaconate,4-OI)和衣康酸二甲酯(Dimethyl itaconate,DMI)(图3),常见采用在身体外和内部摸拟其生物工程技术因素,而且它们之间含有高的膜渗透到性,且与衣康酸生物工程技术学功效差不多,4-OI可在胞内转成为衣康酸,这为衣康酸的国药产品研发提拱了更大机会,也为针对衣康酸的新治疗列出了目标方向。

04、衣康酸的影响靶点和影响体制

与大部份数另外其中分解物各个,ITA不参与活动与激光能量分解或海洋生物合成视频涉及的分解渠道,这表示它也许主要是独特于其中分解利用其功效。从前二是年的探析找到,哺乳期家禽组织生殖细胞中出现的ITA看做这种卫星预警原子核,根据根据和关系各个靶血清的功效来自动调准器免疫系统性症状(图4)。① ITA调控分解酶琥铂酸脱氢酶(SDH),导至琥铂酸掌握,变换组织生殖细胞分解。② ITA下列不属于衍海洋生物带来共价血清质烷基化。KEAP1 E3泛素连接方式酶的烷基化调控KEAP1介导的NRF2可降解并激活卡NRF2介导的腐蚀应激状态症状。③ ITA调控TET DNA双加氧酶,有助于DNA甲基化,自动调准器什么是基因表示。④排泌型ITA看做G血清偶联肾上腺素受体(GPCR)血清OXGR1的开心剂,有助于Ca2+卫星预警环路。了解ITA根据对这样血清质的自动调准器,不止对ITA在免疫系统性自动调准器中的功效,有时对其潜在性的的诊治适用都要重要性目的意义。

图4:衣康酸的的反应靶点和的反应机制化

(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使用迈克尔增益生理反应(Michael addition reaction)烷基化突显涉及到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简答具象化物的反应靶点和反应体制

05、经点医学文献每日分享

专著一

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

中文翻译名称:衣康酸是一种抗炎代谢物,可通过KEAP1的烷基化激活Nrf2

实验资源: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 蛋白质上的半胱氨酸残基 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

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

汉语宝贝标题:SLC13A3介导的衣康酸胞内转运增强肝脏抗菌先天免疫

探析资源: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

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

繁体中文大标题:4-辛基衣康酸作为代谢衍生物通过STING烷基化抑制炎症

的研究相关内容: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、拜谱工作小结

衣康酸也是直被而言是更关键性的精细化工物品,近年里来研究探讨验证衣康酸可在母乳喂养宠物肚子里制成,是三羧酸重复的更关键性随之出现物,极具免疫细胞系统控制抗逆性酶的内源消化吸收物小团伙,于是更受重视。衣康酸是否过剩二元酸,含的不过剩双键、羧基和羟基为其产生了活泼可爱药剂学本质,空间节构中的亲电性α,β-不过剩羧酸空间节构对球营养素上的抗逆性酶半胱氨酸残基去烷基化突显(迈克尔加的不起作用),这样翻泽后突显被统称“衣康酸突显(itaconation)”,于是决定球营养素功能键,控制免疫细胞系统回应和消化吸收有效途径,为多种类慢性病治疗药物开发展示新要点。

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,其中医学研究必然按量靶向药物疗法基础细胞分泌组(QMT1000)和消耗的能量基础细胞分泌靶向药物疗法基础细胞分泌组产品均可对衣康酸及其类似物进行靶向药物相对化学发光法的检测。近期,拜谱生物将推出基于化学蛋白质组学的衣康过酸修饰语组学产品,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!

参阅学术论文

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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