「青蓮聚焦」花芳團(tuán)隊又一力作——?;揎?,“?!倍脼榭?/h1>
隨著蛋白質(zhì)組學(xué)和質(zhì)譜技術(shù)的快速發(fā)展,一些新型?;揎椩诟鞔笱芯款I(lǐng)域也是相當(dāng)火熱。蛋白質(zhì)?;瘏⑴c了生理和疾病相關(guān)的關(guān)鍵過程,如蛋白質(zhì)穩(wěn)定性、蛋白質(zhì)亞細(xì)胞定位、代謝酶活性、轉(zhuǎn)錄因子的轉(zhuǎn)錄活性、蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用和蛋白質(zhì)-DNA相互作用等。

2022年12月29日,中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院&北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院藥物研究所花芳團(tuán)隊在Signal Transduction and Targeted Therapy(IF=38.104)在線發(fā)表題為“Protein acylation: mechanisms, biological functions and therapeutic targets”的長文綜述,對非組蛋白乙?;㈢牾;?種?;揎椩跈C(jī)體生理及病理過程中發(fā)揮的多樣性調(diào)控作用以及靶向上述?;揎椀闹委煂W(xué)進(jìn)展進(jìn)行全面闡述。

在該綜述中,作者概述了非組蛋白?;陌l(fā)展前景,主要包括短鏈?;揎棧ㄒ阴;㈢牾;投辊;?、丙二酰化、b-羥基丁酰化、乳?;┖烷L鏈脂肪酸?;揎棧ㄗ貦磅;岸罐Ⅴ;▓D1),討論了?;w(donor)乙酰輔酶A的生成、?;拿复俜磻?yīng)以及蛋白質(zhì)酰化的生物學(xué)功能;非組蛋白?;惓:褪д{(diào)與各種人類疾病的關(guān)系,并從治療的角度了解蛋白質(zhì)酰化的潛在價值及應(yīng)用前景。
作者全面總結(jié)了?;揎椆w(donor)、寫入器(writer)、擦除器(eraser)及讀取器(reader)的種類,蛋白質(zhì)?;苑敲富蛎傅姆绞秸{(diào)節(jié),后者更為常見。乙酰輔酶A通常作為蛋白質(zhì)賴氨酸乙?;↘ace)的供體,主要來源于葡萄糖、脂肪酸和氨基酸的代謝物。其他短鏈酰化的?;o酶A主要有3種來源:短鏈脂肪酸(SCFA)或羧酸、氨基酸代謝或其它?;o酶A利用羧化酶催化而成。?;揎梬riter主要包括KAT、ZDHHC和NMT家族蛋白,其中ZDHHC和NMT家族主要負(fù)責(zé)棕櫚?;投罐Ⅴ;?。此外乙酰化的eraser主要是HDACs,棕櫚?;膃raser是APT、PPT及ABHD(圖2)。

除此之外,作者還對不同酰化修飾的生理學(xué)功能進(jìn)行總結(jié)并著重分類闡述了八種?;揎椩诓煌膊≈邪l(fā)揮的調(diào)節(jié)作用及其分子機(jī)制。如腫瘤、代謝性疾病、心血管疾病、神經(jīng)系統(tǒng)疾病及感染性疾病的發(fā)生、發(fā)展過程中發(fā)揮的精細(xì)調(diào)節(jié)功能。如腫瘤中的劇烈糖酵解與乙?;芮邢嚓P(guān)(圖3),PGK1和PGK2是糖酵解途徑中產(chǎn)生ATP的酶,其中PGK1在肝癌中過表達(dá)。有研究表明PCAF介導(dǎo)的PGK1的K323乙酰化增強(qiáng)了其酶活性和葡萄糖攝取,提高了肝癌細(xì)胞的增殖和腫瘤發(fā)生。值得注意的是,幾乎每一種?;揎椂寂c腫瘤進(jìn)展密切相關(guān),不僅調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞自身特性,更可參與抑制性免疫微環(huán)境的形成。

賴氨酸可以發(fā)生各種類型的?;揎棥R豁椣到y(tǒng)的研究表明細(xì)菌、酵母和小鼠肝臟中的大多數(shù)琥珀酰化位點(diǎn)在相同的位置被乙?;?。那么預(yù)測一個賴氨酸位點(diǎn)可以被幾種酰化反應(yīng)所修飾,這些修飾將形成一個相互競爭的過程。此外所有的短鏈蛋白?;加泄餐恼{(diào)節(jié)酶,包括writer、eraser及reader。例如p300幾乎介導(dǎo)了所有短鏈蛋白?;?。從而導(dǎo)致蛋白質(zhì)酰化修飾之間存在串?dāng)_。作者還提到代謝酶或轉(zhuǎn)運(yùn)體上的蛋白質(zhì)?;偸峭ㄟ^影響糖酵解、脂肪酸和氨基酸代謝來調(diào)節(jié)人類疾病(圖4)。

之后,作者還總結(jié)了有關(guān)靶向蛋白乙?;闹委煓C(jī)會以及藥物開發(fā)。對不同?;揎椀摹皐riter”、“reader”及“eraser”抑制劑或激動劑的作用機(jī)制、研發(fā)狀態(tài)、上市情況等進(jìn)行了分類總結(jié)。其中HDAC家族抑制劑研究為成熟,五種HDAC抑制劑已經(jīng)用于血液病的臨床治療。
近10年里蛋白質(zhì)?;难芯拷?jīng)歷了前所未有的發(fā)展,許多新的短鏈蛋白質(zhì)酰化被鑒定,并深入在各種疾病中進(jìn)行研究。由于所有的?;w都來自代謝物,蛋白質(zhì)酰化幫助研究人員了解生理和病理條件下的代謝調(diào)控機(jī)制,這一令人興奮的領(lǐng)域已經(jīng)成為基礎(chǔ)研究的熱點(diǎn),將為轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)帶來更多的機(jī)遇,同時也會有許多挑戰(zhàn)需要解決。