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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首轮通讯报道乳硝化作用淡化,乳酸这是“分解废物回收”一跃成了“宝库小大分子”,甚为“多年窗下无人机问,一举一举成名一举成名天下2知”。殊不道,作三羧酸配置(TCA)前面代谢物的衣康酸(Itaconate,ITA)跟乳酸竟有不同的境地,从开一已经的“另作它用”,到现如今知道其重点的怪物学特点,相当是在免疫检测管控理论研究领域。今儿,这里和你在一块在一块理解以下衣康酸的“前生”与“今身”。

01、衣康酸的发觉与提升

衣康酸的察觉需要追述到19上个世纪3080年代(图1)。一会刚刚开始具体是 有一种核心的有机物合成图片和煤化工生产销售材质被列举。1840年,法国学生Gustav Crasso询问了衣康酸是顺乌头酸热细化现象的化合物,兼具新陈列顺乌头酸(aconitate)的英文本母英文字按顺序,将该化合物称为衣康酸(itaconate)。 衣康酸的趋势成长经历了从最原始的行业操作到直接表述其海洋生物工程学工作的的变化。等到近二十些年,海洋生物学者们才遇到衣康酸留存于辅乳宠物巨噬神经元内,还有都是种极具重点性抗体抗体调节帮助工作的排泄率副产物。201三年,Michelucci几人阐述了辅乳宠物中衣康酸的海洋生物工程镶嵌经过。自那未来的日子里,非常多理论研究方案重视了衣康酸在抗体抗体反應、排泄率和感染互相最为关键的环节的重点性帮助,理论研究方案微博热不间断飙升(图2)。

图1:衣康酸(ITA)设计时表

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

图2:PubMed衣康酸及衣康酸性反应修饰语论文参考文献统计表

02、衣康酸在不一妇科疾病探析中的选用

作TCA无限循环中的中间商分泌物,衣康酸调低分泌、抗体和发炎两者的彼此之间的作用与功效,为医治抗体发炎性病可以保证了重复使用医治营销策略。Lampropoulou醉鬼头次证明格式动脉输注DMI可增多小鼠梗死时的心肌梗塞的面积,在这之后文章发表了几篇职称论文,消息了在所有发炎性病的爬行动物仿真模特中索取ITA或其有机化学掩盖并衍生物的医治益处,涉及到抵抗毒和细菌和病毒感动,以调低斑秃、高血糖、化学纤维化、心理移值、I/R伤害、变胖症、骨膝盖炎、运动神经退行性病、败血症、癌证等(表1-2)。以下钻研分析着重于了对于ITA的应对在与众不同病背景图案下避免发炎和相关联病理学的很广升值空间。还有,前段时间的钻研分析证实,在小鼠仿真模特中,IRG1基因组的不足调低了恶性肿瘤衍生并增进了抗体医治的作用与功效。一如既往,以下显示为在临床护理环保中打磨涉及ITA数据的医治营销策略可以保证了令人感动信任的理论知识基本知识。 (表源:Yang, Wenchang et al.,Cell Mol Biol Lett. 2023)

表1 衣康酸基本发展物在与众不同的疾病绘图中的参加共识机制

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

表2 衣康酸举例说明在肺癌中的意义

03、衣康酸的生物工程制作而成与产生

衣康酸是TCA不断循环系统的里头物质,由免疫生殖细胞系统抗体初次应答dna1(IRG1)商品编号的乌头酸脱羧酶(ACOD1)使顺乌头酸脱羧发生。蒲乳期小动物血人体生殖细胞系,主要是骨髓血人体生殖细胞系,发生ITA做免疫生殖细胞系统抗体反响的一部电影分,并巧用它来调结发炎。在发生ITA的血人体生殖细胞系中,ITA分析进行分解进行分解可确认几步反响去:先ITA转化成为衣康酰辅酶a,之后衣康酰辅酶a水合为青金桔酰辅酶a,最后的青金桔酰辅酶a裂解为乙酰辅酶a和二甲苯酸,区分由虎珀酰辅酶a合出酶(SCS)、甲基戊烯二酰辅酶A水合酶(AUH)和青金桔酸裂解酶β亚基样(CLYBL,也可称青金桔酰辅酶a裂解酶)催化反应。我以为二甲苯酸应该迈入各类进行分解进行分解方式,涵盖TCA不断循环系统(图3),但尚不清理ITA分析进行分解进行分解是否能够益于发炎一年后免疫生殖细胞系统抗体血人体生殖细胞系的养分和微生物合出市场需求。

图3:衣康酸的分解以及像物和研究物

(图源:Ye, Dan et al.,Trends Endocrinol Metab. 2024) 在架构上,衣康酸也是种都具有刺激性α,β-不供大于求烯烃的五碳二羧酸,它在架构差不多于磷酸烯醇式异丙醇酸(PEP)、α-酮戊二酸(α-KG)、蜜腊酸、丙二酸和富马酸等其它分泌物,为其相互竞争性遏制糖分泌阶段中至关重要酶出示了架构根基,可以体验細胞分泌重语言编程。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),常广泛用于在离体和身体内部模以其生态学反应,担心鸟卵都具有高的膜浸入性,且与衣康酸生态学学技能相拟,4-OI可在胞内转成为衣康酸,这为衣康酸的生物制药产品开发出示了了其他机会,也为依据衣康酸的新自然疗法指明定位了定位。

04、衣康酸的功效靶点和功效策略

与绝大绝大部分数任何里边分解分解物各种,ITA不参与性与动能分解分解或生物制品自动合成相关的的分解分解行业,这证实它也许 常见独立自主于里边分解分解更好地发挥其功用。过去式三十多年的调查看见,哺乳期间植物细胞核系中形成的ITA对于一种生活网络电磁波氧分子,经由紧密搭配和关系各种靶淀粉酶的功用来调接免疫力抗体表现(图4)。① ITA阻止分解分解酶琥铂酸脱氢酶(SDH),导至琥铂酸沉积,变动细胞核系分解分解。② ITA还有随之出现物制品促使共价淀粉酶质烷基化。KEAP1 E3泛素接连酶的烷基化阻止KEAP1介导的NRF2溶解并提高NRF2介导的被氧化应激状态表现。③ ITA阻止TET DNA双加氧酶,有利于DNA甲基化,调接DNA展示。④代谢分泌型ITA对于G淀粉酶偶联感觉(GPCR)淀粉酶OXGR1的兴奋的剂,有利于Ca2+网络电磁波通道。要了解ITA紧密搭配对以下淀粉酶质的调接,不止对ITA在免疫力抗体调接中的功用,但是对其潜在性的的进行治疗广泛应用都是非常重要寓意。

图4:衣康酸的能力靶点和能力管理机制

(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根据迈克尔加强反應(Michael addition reaction)烷基化修饰语有关于核胆固醇的半胱氨酸残基,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非常诞生物的意义靶点和意义共识机制

05、典型学术论文分享一下

论文资料一

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

中文翻译一级标题: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 淀粉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。

参考文献二

日文关键词:Itaconate uptake via SLC13A3 improves hepatic antibacterial innate immunity(DEVELOPMENTAL CELL,Q1,2024)

汉语标题格式:SLC13A3介导的衣康酸胞内转运增强肝脏抗菌先天免疫

论述信息: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)

医学文献三

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

中文名字标题格式:4-辛基衣康酸作为代谢衍生物通过STING烷基化抑制炎症

钻研信息内容: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

衣康酸一直被指出是非常决定性的所有车辆,近两载以来科学研究灵魂存在衣康酸可在母乳喂养两栖动物体内的人工,是三羧酸反复的的非常决定性衍生物物,具备有抗体监测催化活力的内源新陈代谢率物小原子核,所以受人的关注。衣康酸就是不达到过剩状态二元酸,内含的不达到过剩状态双键、羧基和羟基为其面临了活泼可爱化学式本质特征,框架中的亲电性α,β-不达到过剩状态羧酸框架对营养素质上的催化活力半胱氨酸残基开始烷基化掩盖(迈克尔加的反响),一项翻译资料后掩盖被被视为“衣康酸掩盖(itaconation)”,从而应响营养素质效果,监测抗体初次应答和新陈代谢率路径,为好几种发病中药开发供应新理念。

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,其中医药学任何时候参考值靶点分解组(QMT1000)和能量场分解靶点分解组产品均可对衣康酸及其类似物进行靶点必然一定量测量。近期,拜谱生物将推出基于化学蛋白质组学的衣康碱化淡化组学产品,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!

学习期刊论文

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