Nature子刊：黄河团队系统揭示赖氨酸丙酮酰化修饰及其调控机制

发布时间：2026-07-03来源：生物世界

编辑丨王多鱼

排版丨水成文

蛋白质翻译后修饰（PTM）动态调控蛋白质功能，其中代谢物驱动的 PTM 将代谢与蛋白质调控联系起来。黄河等人此前发现了赖氨酸乳酸化修饰（lysine lactylation，简称为 Kla），揭示了乳酸可以直接修饰蛋白质并影响癌症进展。

最近，另一种糖酵解代谢物丙酮酸也被证明可以直接修饰 STAT1 蛋白第 201 位赖氨酸，从而抑制 I 型干扰素信号通路。然而，调控这一修饰的酶、其底物谱以及其在先天免疫之外可能发挥的作用，目前仍完全未知。

2026 年 7 月 3 日，国科大杭州高等研究院/中国科学院上海药物研究所黄河团队在 Nature Metabolism 期刊发表题为：Lysine pyruvylation couples glycolytic flux to epigenetic regulation 的论文。

该研究首次系统性鉴定并表征了由糖酵解中心代谢物丙酮酸驱动的新型蛋白翻译后修饰——赖氨酸丙酮酰化修饰（Lysine pyruvylation，简称为 Kpy），阐明了其酶促调控机制，并揭示了 Kpy 参与转录激活的功能，为理解代谢与表观遗传之间的分子联系提供了新视角。

在这项最新研究中，研究团队报告了对赖氨酸丙酮酰化修饰（Lysine pyruvylation，简称为 Kpy）的系统性表征。

通过生物化学和蛋白质组学方法，研究团队证实了赖氨酸丙酮酰化修饰（Kpy）的广泛存在，并在哺乳动物细胞中鉴定出 88 个 Kpy 位点（10个组蛋白 Kpy 位点和 78 个非组蛋白 Kpy 位点）。研究团队进一步探索了 Kpy 在代谢扰动下的动态调控，发现 Kpy 随糖酵解通量和丙酮酸水平的变化而波动。此外，该研究还确定了去乙酰化酶 SIRT3 负责去除 Kpy，而组蛋白乙酰转移酶 HAT1 和 p300 则催化形成 Kpy。这些发现首次为 Kpy 确立了完整的“写入-擦除”调控环路，揭示了其动态平衡的酶学基础。

最后，研究团队探索了 Kpy在转录调控中的功能，发现其在基因启动子区域显著富集，且 Kpy 能够驱动特定靶基因（例如 FGFR4、LGALS8、RSPH4A 等）的转录激活，初步揭示了 Kpy 在基因表达调控中的功能。

总的来说，赖氨酸丙酮酰化修饰（Kpy）扩展了代谢物驱动的蛋白质翻译后修饰种类，并为丙酮酸直接调控蛋白质功能提供了新见解。

值得一提的是，Nature Metabolism 期刊同期发表了题为：Pyruvate leaves its mark on chromatin 的 News & Views 文章，文章指出，赖氨酸丙酮酰化修饰（Kpy）是一种新发现的组蛋白修饰，由 HAT1 和 p300 催化添加修饰，SIRT3 负责去除修饰，该修饰将糖酵解代谢物丙酮酸与转录调控联系起来，揭示了代谢与表观遗传之间的相互作用。