沈阳农业大学的陈其君首先报道了锥虫乳酸修饰的代谢调控。
乳酰化是蛋白质中一种全新类型的翻译后修饰，由美国芝加哥大学赵英明教授在《自然》杂志2019报道[2]。后续研究发现，乳酸修饰是乳酸发挥作用的重要途径，参与糖酵解相关的细胞功能[3]、巨噬细胞极化[4]、肿瘤增殖调控[5]、神经细胞调控[6]、植物代谢合成[7]等重要生命活动。然而，蛋白质乳酸盐在早期分支生物中的分布和生物学功能仍不清楚。
最近，陈其君教授的团队在《细胞和发育生物学前沿》(Frontier in Cell and development Biology)上发表了一篇题为“蛋白质潜伏期在原生动物寄生虫布氏锥虫中关键地调节能量代谢”的论文。本文首次报道了布氏锥虫乳酸修饰的代谢调控，并在不同水平上探讨了乳糖与糖酵解的关系。该结果为研究布氏锥虫的乳酸作用奠定了基础，并为布氏锥虫的防治提供了潜在的药物干预靶点。精杰生物为本次研究提供了乳酸修饰的泛抗体和乳酸修饰的基因组学的定量分析。
首先，研究人员使用乳酸修饰的泛抗体，通过WB技术在布氏锥虫中检测到广泛分布的乳酸蛋白。然后，使用基于质谱的乳酸修饰基因组学技术鉴定了257个乳酸蛋白上的387个赖氨酸乳酸(KLA)位点。蛋白质的功能注释分析表明，大多数乳酸化蛋白与代谢过程有关，参与蛋白质翻译、碳水化合物代谢、染色质动态调节、DNA重组和修复等细胞过程。
Figure Kla蛋白的分布和富集分析
该研究进一步分析了分布在组蛋白上的Kla位点，并与前期研究中锥虫蛋白翻译后修饰的图谱进行了比较。发现65，438+06 Kla位点与其他翻译后修饰(PTMs)相关，这意味着这些PTMs在调节组蛋白功能中起着动态而复杂的作用。由于布氏锥虫主要在转录后调控基因表达，本研究在40个RNA结合蛋白(RBPs)上鉴定了66个Kla位点，其中大部分是延伸因子，包括延伸因子EF1α2，这意味着乳酸修饰可能在基因表达调控中发挥作用。布氏锥虫缺乏TCA循环，糖酵解是其主要的能量代谢途径。本研究还在7种糖酵解酶上鉴定了25个Kla位点，发现乳酸修饰主要发生在酶的催化位点，可能与酶活性的变化有关。
组蛋白和基因调控因子发生乳酸修饰。
由于锥虫缺乏乳酸脱氢酶(LDH)，无法将葡萄糖转化为乳酸，因此本研究进一步探讨了糖酵解与乳酸的调节关系。通过比较三个不同处理组中葡萄糖、葡萄糖类似物2-DG和LDH抑制剂的添加量，发现增加葡萄糖浓度会降低锥虫体内的乳酸，从而降低乳酸水平。在蛋白质水平不变的情况下，乳酸和乳酸水平随着抑制剂浓度的增加而降低。此外，比较感染宿主和体外培养的布氏锥虫的乳酸水平，发现前者的乳酸修饰程度高于后者，说明蛋白质的乳酸也受寄生虫周围环境的影响，乳酸参与了布氏锥虫的感染过程。
杜氏锥虫的糖酵解和泌乳
综上所述，本研究首次报道了寄生原虫的蛋白乳酸修饰图谱，再次证明了蛋白乳酸修饰是具有多种细胞功能的关键修饰，为赖氨酸乳酸在寄生原虫细胞生理中的生物学功能提供了新的信息，也为锥虫治疗潜在药物靶点的研究提供了新的方向。
原文:https://www . frontiers . org/articles/10.3389/fcell . 2021.719720/full。
参考
1.张乃文，等，非洲锥虫蛋白质翻译后修饰的景观。科学。
2.张地等，组蛋白酰化对基因表达的代谢调节。大自然。
3.李，等2020。Glis1通过表观基因组-代谢组-表观基因组信号级联促进多能性的诱导。自然新陈代谢。
4.里卡多·伊里扎里-卡罗等人，2020年。TLR信号适配器BCAP通过促进组蛋白乳酸化来调节炎症向修复性巨噬细胞的转化。PNAS。
5.于婕等人2021。组蛋白乳酸化通过促进m6A阅读蛋白YTHDF2在眼部黑色素瘤中的表达来驱动肿瘤发生。基因组生物学。
6.Hideo Hagihara1等2021。神经兴奋诱导的蛋白质乳酸化。手机报告。
7.孟晓曦等，2021，水稻籽粒赖氨酸乳酸化的综合分析。农业和食品化学杂志。
8.张乃文，等。蛋白质乳酸化在原生动物寄生虫布氏锥虫中关键地调节能量代谢。细胞和发育生物学前沿。