近日，北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院、北大-清華生命聯(lián)合中心王初教授課題組與北京大學(xué)藥學(xué)院董甦偉教授課題組合作，在Journal of the American Chemical Society發(fā)表題為“Discovery of itaconate-mediated lysine acylation”的論文。在這項(xiàng)工作中，作者利用抗體“脫靶”富集結(jié)合開放式搜索策略，在巨噬細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)了一種由衣康酸介導(dǎo)的賴氨酸上的新型翻譯后修飾——衣康?；揎?，并對(duì)該修飾及其前體衣康酰輔酶A在免疫響應(yīng)過程中的動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行了表征。該修飾的發(fā)現(xiàn)為解釋衣康酸發(fā)揮免疫調(diào)控功能的機(jī)制提供了新的線索。

衣康酸（itaconate）是一類近年來發(fā)現(xiàn)具有免疫調(diào)控活性的內(nèi)源代謝物小分子，它被發(fā)現(xiàn)在病原菌刺激后的巨噬細(xì)胞中大量生成，并可通過結(jié)構(gòu)中的親電性α,β-不飽和羧酸結(jié)構(gòu)對(duì)蛋白上的活性半胱氨酸殘基進(jìn)行邁克爾加成，這一翻譯后修飾被稱為“衣康酸修飾（itaconation）”。王初課題組此前先后通過競(jìng)爭(zhēng)性ABPP策略以及生物正交的化學(xué)探針實(shí)現(xiàn)了巨噬細(xì)胞及病原菌中衣康酸修飾位點(diǎn)的大規(guī)模研究（Nat chem biol 2019,JAm Chem Soc2020, Chem Sci 2021）。近年來有研究暗示，衣康酸可能存在其它的調(diào)控途徑，但截至目前，尚無其它由衣康酸介導(dǎo)的修飾形式被報(bào)道。

作者在研究巨噬細(xì)胞經(jīng)衣康酸處理后琥珀?；揎椀乃阶兓瘯r(shí)，意外地通過開放式搜索在質(zhì)譜結(jié)果中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)此前未知的翻譯后修飾，該修飾的數(shù)目隨著衣康酸的處理有著明顯提升，其對(duì)應(yīng)的分子式C₅H₄O₃正好吻合衣康酸通過結(jié)構(gòu)中的羧基與賴氨酸所形成的衣康酰化修飾。由于賴氨酸上的?；揎椡ǔＲ詫?duì)應(yīng)的?；o酶A作為前體，作者在巨噬細(xì)胞中檢測(cè)到了內(nèi)源衣康酰輔酶A的存在，其含量隨著衣康酸的處理有顯著上升，并確定了輔酶A連接在遠(yuǎn)離雙鍵的羧基上。

作者進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，使用細(xì)菌表面抗原模擬物刺激巨噬細(xì)胞后，衣康酰輔酶A及衣康?；揎椀乃骄酗@著上升。在三次生物學(xué)重復(fù)中作者共鑒定到87個(gè)高置信度的衣康?；揎椢稽c(diǎn)，其中包括一些存在多個(gè)修飾位點(diǎn)的蛋白，例如具有7個(gè)修飾位點(diǎn)的組蛋白H2B1B和多個(gè)糖酵解關(guān)鍵酶，暗示著衣康酰化修飾可能具有表觀遺傳調(diào)控和對(duì)糖酵解通路的調(diào)控作用。作者利用合成的重標(biāo)修飾肽對(duì)修飾結(jié)構(gòu)進(jìn)行了確證。

衣康酰化修飾的發(fā)現(xiàn)為解釋衣康酸參與天然免疫調(diào)控機(jī)制提供了一條全新路徑。此外，這項(xiàng)工作采用的抗體“脫靶”富集+開放式搜索策略也為在復(fù)雜蛋白質(zhì)組中發(fā)現(xiàn)其它新型翻譯后修飾提供了新的思路。

內(nèi)源代謝物衣康酸通過生成衣康酰輔酶A在蛋白質(zhì)賴氨酸側(cè)鏈產(chǎn)生?；揎?/p>

王初、董甦偉為該論文的共同通訊作者，北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院博士生劉東陽(yáng)、博士后肖偉弟，藥學(xué)院碩士生李昊亭為本文的共同第一作者，張艷玲，袁守麗、李成蹊等為該工作作出了重要貢獻(xiàn)。該工作得到科技部國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金委重大研究計(jì)劃、北京分子科學(xué)國(guó)家研究中心等項(xiàng)目資助。

來源：北京大學(xué)