Nat Metab：上海药物所黄河团队揭示赖氨酸丙酮酰化修饰及其调控机制

翻译后修饰（PTMs）动态调控蛋白质功能，其中代谢物驱动的PTMs将代谢与蛋白质调控联系起来。先前发现了赖氨酸乳酸化（Kla），表明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，被证明在赖氨酸201位点直接修饰STAT1，从而抑制I型干扰素信号。

2026年7月3日，中国科学院上海药物研究所黄河团队在

Nature Metabolism

在线发表题为

“Lysine pyruvylation couples glycolytic flux to epigenetic regulation”

的研究论文。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（Lysine Pyruvylation, Kpy），阐明了其酶促调控机制，并揭示了Kpy参与转录调控的功能，为理解代谢与表观遗传之间的分子联系提供了新视角。

代谢物在细胞中不仅承担物质与能量转换的基础角色，还可通过共价修饰蛋白质直接参与基因表达等功能调控。丙酮酸作为糖酵解另一核心代谢物，在细胞内含量丰富且处于代谢枢纽位置，这预示着以其为前体衍生的赖氨酸丙酮酰化修饰很可能是一种在体内广泛存在、具有重要生理意义的新型蛋白质翻译后修饰。然而，对于丙酮酸介导的丙酮酰化修饰，其关键调控因子及功能仍存在巨大研究空白。

SIRT3、HAT1和p300对Kpy动态调节和酶控制（图源自

Nature Metabolism

）

在这里，研究人员报道了赖氨酸丙酮酰化（Kpy）的系统表征。通过生化和蛋白质组学方法，确立了这种修饰的广泛存在，在哺乳动物细胞中鉴定出88个Kpy位点。研究人员揭示了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，鉴定出sirtuin 3（SIRT3）负责去除Kpy，而组蛋白乙酰转移酶1（HAT1）和p300（EP300）催化其添加。最后，探索了Kpy在转录调控中的功能。总之，Kpy扩展了代谢物驱动的PTMs库，并为丙酮酸如何直接调节蛋白质功能提供了见解。

国科大杭州高等研究院宋晓翰助理研究员和上海药物所博士毕业生彭攀攀为本文共同第一作者。国科大杭州高等研究院硕士研究生郑浩男、郑雅楠、王芊菁、戈玉，华山医院刘璐，以及上海药物所谭豆豆、王欣波副研究员参与了本项工作。上海药物所黄河研究员为本文通讯作者。该研究得到了中国科学院战略性先导科技专项、国家

自然科学


基金

及上海市自然科学基金等项目的资助。

参考消息：https://www.nature.com/articles/s42255-026-01556-2