子科生物報道:衣康酸是近些年來被發(fā)現(xiàn)具有顯著抗炎抗菌活性的代謝物分子，它在病原菌侵染或者脂多糖刺激的炎癥巨噬細胞中會大量產(chǎn)生，濃度可達到毫摩級別，并廣泛參與到抗炎信號通路中。由于衣康酸具有共軛不飽和雙鍵結(jié)構，它可以通過邁克爾加成反應共價修飾蛋白質(zhì)中的半胱氨酸殘基，通過影響底物蛋白的活性和功能從而調(diào)節(jié)炎癥反應過程。

近日，北京大學化學與分子工程學院、北京大學合成與功能生物分子中心、北大-清華生命科學聯(lián)合中心王初課題組在 Journal of American Chemical Society 雜志上發(fā)表了題為“Chemoproteomic profiling of itaconation by bioorthogonal probesin inflammatory macrophages”的論文。在這項工作中，他們開發(fā)了新型衣康酸修飾探針工具，并結(jié)合定量化學蛋白質(zhì)組學技術，首次實現(xiàn)了炎癥巨噬細胞中衣康酸修飾半胱氨酸位點的大規(guī)模直接鑒定，并且進一步揭示了衣康酸對細胞程序性壞死過程的調(diào)節(jié)作用。

此前，王初課題組和陳興課題組共同合作發(fā)展了新型半胱氨酸靶向非天然糖探針，并結(jié)合競爭性化學蛋白質(zhì)組學技術首次在組學水平上對衣康酸的半胱氨酸修飾位點進行系統(tǒng)的分析，并成功發(fā)現(xiàn)了260個高置信度的衣康酸修飾位點。其中，衣康酸可以修飾和抑制糖酵解通路中關鍵蛋白ALDOA，LDHA和GAPDH，進行負反饋調(diào)節(jié)抵抗炎癥（Nature chemical biology 2019, 15 (10), 983-991.）。

然而，該方法只能在細胞裂解液中進行，并且由于是一種基于競爭標記的方法，所以只能間接地檢測衣康酸在半胱氨酸上的修飾。為了解決以上局限性，在本工作中，作者們發(fā)展了一種帶有生物正交基團的新型衣康酸探針——ITalk, 它可以有效地進入細胞中并實現(xiàn)活細胞內(nèi)衣康酸修飾蛋白的直接捕捉，再結(jié)合定量蛋白質(zhì)組學對衣康酸修飾蛋白和位點進行大規(guī)模分析和鑒定。

作者們在炎癥誘導的巨噬細胞中鑒定到屬于862個蛋白的1164個半胱氨酸位點，這其中包括許多參與到炎癥免疫響應和宿主防御相關調(diào)節(jié)通路中的關鍵蛋白，例如炎性小體、信號轉(zhuǎn)導、轉(zhuǎn)錄和細胞死亡相關蛋白，暗示衣康酸可通過調(diào)節(jié)多種通路來影響巨噬細胞功能。

其中，作者們發(fā)現(xiàn)程序性壞死通路中的關鍵蛋白RIPK3的Cys360為衣康酸主要的修飾位點，且衣康酸在該位點的修飾能夠促進RIPK3和下游蛋白MLKL的磷酸化，從而促進RIPK3信號通路介導的細胞壞死。

原文標題：

Chemoproteomic profiling of itaconation by bioorthogonal probesin inflammatory macrophages