一直作为化工原料而被熟知的衣康酸（Itaconate，ITA），与乳酸从“代谢废物”成为“宝藏小分子”的辛酸历程相似，直到近十几年才被发现其重要的生物学功能，从此“翻身农奴把歌唱”，特别是在免疫炎症性疾病研究领域内大放异彩。已有多篇论文报道了在各种炎症性疾病的动物模型中给予衣康酸或其化学修饰衍生物的治疗益处，并发现其潜在靶点。关于衣康酸的“前世”与“今生”，详见推文《乳酸的逆袭兄弟——衣康酸！一文带你了解衣康酸》。

拜谱生物正式推出基于化学蛋白质组学的衣康酸化修饰蛋白组学产品，实现1000+高深度修饰位点检出，稳定重现经典靶点，全方位生信分析解析靶点蛋白功能信息，发现新靶点，并提供从“发现”到“验证”全流程服务，为深度理解衣康酸及其衍生物在不同疾病研究中的作用机制提供重要依据。

PART 1

01、实验流程

02、实测数据

03、经“点”重现

在实测数据中，检出多个文献中报道的经典靶点及其衣康酸修饰位点，如第一个被发现的衣康酸共价修饰蛋白KEAP1，还有糖酵解通路中的3个关键酶如LDHA、GAPDH、ALDOA，以及炎性小体组成蛋白NLRP3和细胞坏死过程中的关键蛋白RIPK3等，其质谱图如下图所示。

04、产品特点

1.多重质控

商业化特异性探针孵育、SDS-PAGE检测、WB验证、样本相关性分析等多方位检测，确保项目结果可靠性。

2.高性能质谱仪器平台

在Orbitrap Astral全新一代高分辨质谱仪加持下，实现衣康酸化修饰位点及蛋白鉴定新深度，助力科学研究新发现。

3.全流程一站式服务

基于拜谱生物完善的实验平台，可提供“细胞培养→探针孵育→WB检测→高深度衣康酸化修饰检测→专属生信分析→特定位点PRM验证”全流程服务，省时省力更省心。

05、分析内容（部分）

06、应用方向

PART 2、文献分享

文献一

英文标题：Chemoproteomic profiling of itaconation by bioorthogonal probes in inflammatory macrophages（Journal of the American Chemical Society，Q1，2020）

中文标题：炎症巨噬细胞中生物正交探针的化学蛋白质组学分析

研究内容：本研究首次报道了基于衣康酸类似物OI，设计合成了适用于活细胞标记的衣康酸生物正交探针（ITALK），并实现了对炎症巨噬细胞中衣康酸修饰位点的直接鉴定。共鉴定出862个衣康酸化蛋白、1131个半胱氨酸位点，且存在18个赖氨酸和8个组氨酸的衣康酸修饰。这些修饰底物中包括了许多参与到炎症免疫响应和宿主防御相关调节通路中的关键蛋白，例如炎性小体、信号转导、转录和细胞死亡相关蛋白，暗示衣康酸可通过调节多种通路来影响巨噬细胞功能。作者们选取了几个新发现的修饰蛋白BRI3B、WIPI3和RIPK3并通过点突变实验对其修饰位点进行了验证。本研究为理解衣康酸在巨噬细胞炎症反应中的作用机制提供了丰富的数据支持。

（图源：Qin, Wei et al.,J Am Chem Soc. 2020）

文献二

英文标题：4-Octyl itaconate restricts STING activation by blocking its palmitoylation（Cell Reports，Q1，2023）

中文标题：4-辛基衣康酸通过阻断STING蛋白棕榈酰化来抑制其活性

研究内容：cGAS-STING轴在防御外来病原体和维持免疫稳态中起着至关重要的作用。虽然在了解巨噬细胞活化过程中发生的代谢变化方面已经取得了实质性的进展，但对这些代谢变化如何影响cGAS-STING轴却知之甚少。在这项研究中，作者确定衣康酸的衍生物4-辛基衣康酸(4-OI)抑制cGAS-STING的激活。此外，作者发现4-OI抑制cGAS-STING相关的抗病毒免疫反应和自身免疫性炎症。然而，作者发现内源性衣康酸不影响cGAS-STING激活，表明4-OI和衣康酸的功能不同。从机理上讲，研究发现4-OI直接烷基化STING上的Cys91，阻断STING棕榈酰化和寡聚化。4-OI对STING的烷基化代表了STING的另一种翻译后修饰(PTMs)。该研究的发现揭示了cGAS-STING功能通过4-OI烷基化进行调节的机制，并为不同类型PTMs之间的串扰提供了见解。

（图源：Su, Chaofei et al.,Cell Rep. 2023）

PART 3、案例衍生思路

蛋白质的S-脂酰化（S-acylation）是指脂肪酸与半胱氨酸的巯基通过硫酯键相连。最典型的是棕榈酸，即S-棕榈酰化。催化这一反应的酶属于蛋白质酰基转移酶（protein acyltransferase，PAT）家族，含有DHHC（Asp-His-His-Cys）序列，所以称为DHHC-PAT。由于DHHC基序形成锌指结构域，因此编码这些酶的基因称为含锌指DHHC（zDHHC）。现已发现24种人类zDHHC基因，命名为zDHHC1- 24（无zDHHC10，有zDHHC11B）。这些zDHHC之间的底物亲和力和催化活性差异很大，其中zDHHC17和zDHHC13具有较强的底物结合能力，而zDHHC3和zDHHC7具有高效的S-酰化作用。

S-棕榈酰化通过两步机制进行（如下图）。第一步是DHHC基序中的半胱氨酸残基被来自棕榈酰-CoA的棕榈酸酰化，形成酰基酶中间体，这一步通常称为自棕榈酰化。第二步是将棕榈酰基部分转移到蛋白质底物中的半胱氨酸巯基上。

（图源：Anderson, Alison M et al.,NPJ Breast Cancer. 2016）

值得一提的是，在拜谱生物衣康酸化修饰组实测数据中，发现zDHHC13有3个半胱氨酸残基被衣康酸化修饰（如下图）。不妨设想，zDHHC13的半胱氨酸残基被衣康酸烷基化，影响其自棕榈酰化，进一步影响其靶蛋白的棕榈酰化，进而影响相应的生物学功能，为相关机制机理研究提供新思路。

PART 4、拜谱小结

作为TCA循环中的中间代谢物，衣康酸调节代谢、免疫和炎症之间的相互作用，为治疗免疫炎症性疾病提供了替代治疗策略。衣康酸结构中的亲电性α,β-不饱和羧酸结构能对蛋白质上的活性半胱氨酸残基进行烷基化修饰（迈克尔加成反应），这一翻译后修饰被称为“衣康酸修饰（itaconation）”，进而影响蛋白质功能，调控免疫应答和代谢途径，为多种疾病药物研发提供新思路。

拜谱生物作为国内领先的多组学公司，全新推出基于化学蛋白质组学的衣康酸化修饰蛋白组学产品，在全流程高精密仪器和高特异性生物正交探针加持下，可实现高精度、高深度的一站式衣康酸化修饰组检测。另外，可搭配拜谱生物医学绝对定量靶向代谢组(QMT1000)或能量代谢靶向代谢组产品对衣康酸及其类似物进行靶向绝对定量检测。多组学强强联手，有助于深入理解衣康酸化修饰的功能及其调控机制，为疾病机制机理研究提供科学依据，从而在指导靶向药物设计、疾病治疗等方面创造无限可能。欢迎咨询！

参考文献

1. Qin W,Zhang Y,Tang H, et al. Chemoproteomic Profiling of Itaconation by Bioorthogonal Probes in Inflammatory Macrophages. J Am Chem Soc. 2020;142 (25):10894-10898.

2. Su C,Cheng T,Huang J, et al. 4-Octyl itaconate restricts STING activation by blocking its palmitoylation. Cell Rep. 2023;42 (9):113040.

3. Anderson AM,Ragan MA. Palmitoylation: a protein S -acylation with implications for breast cancer. NPJ Breast Cancer. 2016;2:16028.