上海
編輯丨王多魚
排版丨水成文
蛋白質(zhì)翻譯后修飾（PTM）動態(tài)調(diào)控蛋白質(zhì)功能，其中代謝物驅(qū)動的 PTM 將代謝與蛋白質(zhì)調(diào)控聯(lián)系起來。黃河等人此前發(fā)現(xiàn)了賴氨酸乳酸化修飾（lysine lactylation，簡稱為Kla），揭示了乳酸可以直接修飾蛋白質(zhì)并影響癌癥進(jìn)展。
最近，另一種糖酵解代謝物丙酮酸也被證明可以直接修飾 STAT1 蛋白第 201 位賴氨酸，從而抑制 I 型干擾素信號通路。然而，調(diào)控這一修飾的酶、其底物譜以及其在先天免疫之外可能發(fā)揮的作用，目前仍完全未知。
2026 年 7 月 3 日，國科大杭州高等研究院/中國科學(xué)院上海藥物研究所黃河團(tuán)隊(duì)在Nature Metabolism期刊發(fā)表題為：Lysine pyruvylation couples glycolytic flux to epigenetic regulation 的論文。
該研究首次系統(tǒng)性鑒定并表征了由糖酵解中心代謝物丙酮酸驅(qū)動的新型蛋白翻譯后修飾——賴氨酸丙酮酰化修飾（Lysine pyruvylation，簡稱為Kpy），闡明了其酶促調(diào)控機(jī)制，并揭示了 Kpy 參與轉(zhuǎn)錄激活的功能，為理解代謝與表觀遺傳之間的分子聯(lián)系提供了新視角。
在這項(xiàng)最新研究中，研究團(tuán)隊(duì)報(bào)告了對賴氨酸丙酮酰化修飾（Lysine pyruvylation，簡稱為Kpy）的系統(tǒng)性表征。
通過生物化學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)方法，研究團(tuán)隊(duì)證實(shí)了賴氨酸丙酮酰化修飾（Kpy）的廣泛存在，并在哺乳動物細(xì)胞中鑒定出 88 個(gè) Kpy 位點(diǎn)（10個(gè)組蛋白 Kpy 位點(diǎn)和 78 個(gè)非組蛋白 Kpy 位點(diǎn)）。研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步探索了 Kpy 在代謝擾動下的動態(tài)調(diào)控，發(fā)現(xiàn) Kpy 隨糖酵解通量和丙酮酸水平的變化而波動。此外，該研究還確定了去乙酰化酶SIRT3負(fù)責(zé)去除 Kpy，而組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶HAT1和p300則催化形成 Kpy。這些發(fā)現(xiàn)首次為 Kpy 確立了完整的“寫入-擦除”調(diào)控環(huán)路，揭示了其動態(tài)平衡的酶學(xué)基礎(chǔ)。
最后，研究團(tuán)隊(duì)探索了 Kpy在 轉(zhuǎn)錄調(diào)控中的功能，發(fā)現(xiàn)其在基因啟動子區(qū)域顯著富集，且 Kpy 能夠驅(qū)動特定靶基因（例如 FGFR4、LGALS8、RSPH4A 等）的轉(zhuǎn)錄激活，初步揭示了 Kpy 在基因表達(dá)調(diào)控中的功能。
總的來說，賴氨酸丙酮酰化修飾（Kpy）擴(kuò)展了代謝物驅(qū)動的蛋白質(zhì)翻譯后修飾種類，并為丙酮酸直接調(diào)控蛋白質(zhì)功能提供了新見解。
值得一提的是，Nature Metabolism期刊同期發(fā)表了題為：Pyruvate leaves its mark on chromatin 的 News & Views 文章，文章指出，賴氨酸丙酮酰化修飾（Kpy）是一種新發(fā)現(xiàn)的組蛋白修飾，由 HAT1 和 p300 催化添加修飾，SIRT3 負(fù)責(zé)去除修飾，該修飾將糖酵解代謝物丙酮酸與轉(zhuǎn)錄調(diào)控聯(lián)系起來，揭示了代謝與表觀遺傳之間的相互作用。
論文鏈接：
https://www.nature.com/articles/s42255-026-01556-2
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