衣康酸化概述
衣康酸是由顺式-乌头酸脱羧酶(ACOD1,也称为 IRG1 和 CAD)催化反应使顺式-乌头酸脱羧生成,该酶是一种由免疫反应基因 1(irg1)编码的线粒体基质酶。衣康酸可完成其代谢循环:转化为衣康酰辅酶 A(CoA),随后转化为柠檬酸辅酶 A,最终生成丙酮酸和乙酰辅酶 A[1]。
衣康酸是一种公认的线粒体活性代谢产物,具有广泛的免疫调节作用。炎症刺激物(细胞因子或致病分子如 LPS)与 TLR 结合,促进促炎细胞因子和 IRG1 的表达,后者会上调衣康酸的产生。衣康酸可以标记无数细胞蛋白,其靶标作用被认为会调节抗氧化反应、病原体清除、白细胞募集和抗炎等过程[2]。
衣康酸化蛋白质组学的研究价值
衣康酸化(Itaconylation)是一种新发现的代谢依赖性翻译后修饰,由免疫代谢物衣康酸(itaconate)共价连接到蛋白质半胱氨酸残基上形成。衣康酸由顺乌头酸脱羧酶(IRG1/ACOD1)在三羧酸循环支路中产生,是固有免疫细胞(特别是活化巨噬细胞)中含量最高的代谢物之一。[3]
衣康酸化通过烷基化 KEAP1 关键半胱氨酸残基激活 Nrf2 抗氧化通路,同时抑制 SDH(琥珀酸脱氢酶)和 GAPDH 等代谢酶活性,在免疫代谢重编程和炎症消退中发挥核心调控作用。衣康酸化蛋白质组学为揭示免疫代谢与翻译后修饰的交叉调控提供了全新视角。[4]
免疫代谢与巨噬细胞极化
衣康酸是 M1 巨噬细胞活化后产生的标志性代谢物,通过衣康酸化修饰调控巨噬细胞的炎症表型和杀菌功能。衣康酸化蛋白质组学可系统性揭示免疫代谢重编程的分子靶点,为抗感染和抗炎治疗提供新策略。
Nrf2 抗氧化通路调控
衣康酸通过烷基化 KEAP1 的 Cys151、Cys273 和 Cys288 位点,释放 Nrf2 转录因子激活抗氧化基因表达。这一发现将免疫代谢与氧化还原调控直接联系起来,是炎症消退和细胞保护研究的重要突破。
炎症消退与自身免疫
衣康酸及其衍生物(如 4-辛基衣康酸)表现出强效的抗炎活性,可抑制 NLRP3 炎症小体活化和 IL-1β 分泌。衣康酸化修饰谱的系统性分析有助于理解炎症从急性到消退的分子转换机制。
Aimsmass 技术方案
Aimsmass 基于专业的 LC-MS/MS 质谱平台,提供衣康酸化蛋白质组学服务,可对生物样本进行全局衣康酸化修饰定性分析。
衣康酸化修饰鉴定与质谱分析
衣康酸通过烷基化半胱氨酸残基形成共价加合物,引入 +130.027 Da 的质量偏移。基于高分辨 LC-MS/MS 平台,通过可变修饰搜库策略鉴定衣康酸化位点。也可结合衣康酸特异性抗体或化学探针进行富集增强。
衣康酸化蛋白质组学定量策略对比
在全局鉴定衣康酸化修饰位点的基础上,定量分析可进一步比较不同生理/病理状态下修饰水平的动态变化。Aimsmass 提供多种定量策略供选择:
| 对比维度 | Label-free 非标记定量 | iTRAQ/TMT 标记定量 | DIA 数据非依赖采集 |
|---|---|---|---|
| 样本通量 | 无限制,灵活多样 | 最多 16 个样本同时标记 | 无限制,适合大队列 |
| 定量精度 | 中等,需较多技术重复 | 高,多通道内标校正 | 高,谱图库辅助定量 |
| 成本 | 最低,无试剂费用 | 较高,需标记试剂 | 中等 |
| 适用场景 | 样本量大、预算有限的探索性研究 | 精确比较少量样本间的修饰差异 | 大队列临床样本、时间序列研究 |
| 推荐 | Aimsmass 技术团队会根据您的实验设计和样本数量推荐最优定量方案 | ||
数据交付内容
修饰位点鉴定列表
包含修饰蛋白名称、修饰位点位置、修饰肽段序列、鉴定置信度评分(FDR 控制)。
原始质谱数据
提供全部 LC-MS/MS 原始数据文件(.raw/.mzML),支持后续独立数据分析与验证。
搜库结果与质控报告
数据库搜索结果(含搜库参数说明)、质控指标汇总(肽段/蛋白 FDR、鉴定数量统计)。
增值分析(可选)
差异修饰定量分析、GO 功能注释、KEGG 通路富集、蛋白互作网络分析等生信分析报告。
送样要求
| 样本类型 | 送样量/每个样本 |
|---|---|
| 常规动物组织 | 100mg |
| 软体动物组织 | 1g |
| 常规植物组织 | 1g |
| 植物果实及种子 | 2g-4g |
| 细胞样本 | 2×107 |
| 菌类样本 | 150mg |
| 最低蛋白质量:1mg | |
* 具体的样本制备和保存要求请参考送样指南,或联系技术支持获取定制化送样方案。
检测平台:Thermo Fisher Orbitrap Exploris 480 / Q Exactive HF-X 高分辨质谱仪(分辨率 240,000 @ m/z 200,扫描速度 40 Hz),搭配 EASY-nLC 1200 纳升液相色谱系统 + HPLC-MS/MS
如需对特定蛋白的衣康酸化修饰位点进行靶向鉴定和验证,可参考 衣康酸化位点鉴定技术服务。
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- Matsui R, et al. Redox Regulation via Glutaredoxin-1 and Protein S-Glutathionylation. Antioxid Redox Signal. 2020;32(10):677-700. DOI:10.1089/ars.2019.7963 谷胱甘肽化
- Liu D, Xiao W, et al. Discovery of Itaconate-Mediated Lysine Acylation. J Am Chem Soc. 2023;145(23):12673-12681. DOI:10.1021/jacs.3c02332 衣康酰化
- Haseena PA, Diwakar L, Ravindranath V. Protein Glutathionylation and Glutaredoxin: Role in Neurodegenerative Diseases. Antioxidants. 2022;11(12):2334. DOI:10.3390/antiox11122334 方法学
常见问题
衣康酸化蛋白质组学服务有什么优势?
操作容易简单,不需同位素标记,实验流程简单。高精度与准确性,可全局绘制修饰景观图谱,采用 Thermo Fisher Orbitrap Exploris 480 / Q Exactive HF-X 高分辨质谱仪(分辨率 240,000 @ m/z 200,扫描速度 40 Hz),搭配 EASY-nLC 1200 纳升液相色谱系统,获取更多肽段信息,找到更多修饰位点。检测范围广,可系统性绘制各种细胞或组织中衣康酸化修饰景观图谱。
样本送样要求是什么?
常规动物组织 100mg,软体动物组织 1g,常规植物组织 1g,植物果实及种子 2g-4g,细胞样本 2×107 个,菌类样本 150mg,最低蛋白质量 1mg。具体的样本制备和保存要求请参考送样指南。
衣康酸化蛋白质组学服务周期一般多长?
常规服务周期为 4-6 周,包含样本前处理、修饰富集、LC-MS/MS 检测和数据分析全流程。如样本量较大或有特殊需求(如多组学联用),周期可能适当延长。具体时间安排可在咨询时与 Aimsmass 技术团队确认。
交付的数据包含哪些内容?
标准交付内容包括:衣康酸化修饰位点鉴定列表(含修饰蛋白名称、位点位置、肽段序列、FDR 评分)、LC-MS/MS 原始数据文件(.raw/.mzML)、搜库结果与质控报告(含搜库参数和鉴定统计)。可选增值服务包括差异修饰定量分析、GO 功能注释、KEGG 通路富集等生信分析报告。
组学发现后如何验证目标衣康酸化位点?
Aimsmass 提供配套的衣康酸化位点鉴定技术服务和验证试剂盒,可通过 Western Blot、定点突变和功能实验对组学发现的目标位点进行独立验证,形成"组学发现 → 靶向验证"的完整研究闭环。
一次实验能鉴定多少衣康酸化修饰位点?
鉴定数量取决于样本类型、蛋白复杂度和修饰丰度。一般情况下,单次实验可鉴定数百至数千个衣康酸化修饰位点。采用高深度分级分离策略可进一步提高鉴定覆盖度。Aimsmass 技术团队会根据研究目标推荐最优方案。
