近年来的研究发现，糖酵解、TCA循环等代谢过程的代谢产物可介导发生在赖氨酸上的多种新型酰化修饰（包括巴豆酰化修饰、3-羟基丁酰化修饰、琥珀酰化修饰、2-羟基异丁酰化、丙二酰化、丙酰化、丁酰化、乳酸化、戊二酰化、苯甲酰化等）。这些新型酰化修饰修饰功能广泛，参与代谢调节、表观调控、信号转导等众多细胞生物学过程，在肿瘤、心血管疾病等生理病理过程中发挥重要作用。今天，我们将聚焦于Cell正刊顶流报道，且成果多次登录CNS正刊，持续火热的巴豆酰化修饰。希望通过这些分享，能让大家在各自的研究领域看到巴豆酰化修饰的无穷潜力，从而提高研究创新性和差异化，成功实现科研“破圈”。
相比于磷酸化和乙酰化等早已被熟知的修饰类型，赖氨酸巴豆酰化修饰 (Lysine Crotonylation, Kcr)可以算是修饰领域的“新秀”，其在2011年才由芝加哥大学赵英明教授团队首次发现，并报道于顶级期刊Cell，研究发现巴豆酰化修饰在进化上高度保守，且通常出现在转录活跃的染色质区的组蛋白上，并与生殖调控密切相关。同年，该研究被Cell杂志评选为2011年表观遗传领域的研究亮点。
研究发现，巴豆酰化在组蛋白上修饰的化学基团是巴豆酰基，是由多个代谢过程产生的巴豆酸（前体），通过短链脂肪酸途径转化为巴豆酰辅酶A（供体）形成的。
此外，作为一种新型修饰，探究其酶系统对于阐述巴豆酰化的修饰机理和功能尤其重要。近年来关于巴豆酰化修饰的酶系统已取得了系列进展：研究发现p300/CBP、MOF、PCAF等可作为巴豆酰化修饰的“Writer”；AF9 YEATS结构域、TAF1 第2个Bromodomain（BRD）、双PHD锌指结构域可作为巴豆酰化修饰的“Reader”；SIRT3、Ⅰ类组蛋白去乙酰化修饰酶（Class Ⅰ HDACs）可作为巴豆酰化修饰的“Eraser”。
基于上述巴豆酰化修饰相关酶的陆续揭示，科学界对巴豆酰化修饰的生物学功能也有了更加清晰的认识。如今，越来越多的研究已证明，巴豆酰化修饰在肿瘤进展、心血管疾病发生、肾脏疾病发生、DNA损伤修复、胚胎发育和植物胁迫等研究领域内的多种生理、病理调控过程中都发挥着举足轻重的作用。接下来我们将从各个研究领域展开，精选领域内的经典研究，来为大家介绍，期望给您带来更多启发。Nature | 赖氨酸代谢介导组蛋白巴豆酰化重塑肿瘤免疫
文章标题：Lysine catabolism reprograms tumour immunity through histone crotonylation研究概述：巴豆酰辅酶A可通过巴豆酰化修饰（Kcr）影响局部染色体的微环境进而调节干细胞分化，但其在肿瘤中的作用尚不明确。该研究发现胶质母细胞瘤干细胞存在赖氨酸代谢重编程进而产生巴豆酰辅酶A，增加细胞整体巴豆酰化修饰水平，特别是组蛋白H4巴豆酰化修饰水平。组蛋白巴豆酰化修饰会影响H3K27ac和H3K9me3，影响干扰素信号以及CD8+T细胞浸润，最终促进肿瘤生长。景杰生物为该研究提供了巴豆酰化修饰抗体支持。J Hepatol | GCDH通过巴豆酰化修饰抑制肝细胞癌进展
文章标题：Glutaryl-CoA dehydrogenase suppresses tumor progression and shapes an anti-tumor microenvironment in hepatocellular carcinoma发表期刊：Journal of Hepatology（IF=26.8）研究概述：肝细胞癌（HCC）是一种致命的恶性肿瘤，巴豆酰化修饰参与调控肿瘤细胞的增殖、迁移和侵袭等过程。然而，巴豆酰化在肝细胞癌中显著减少的作用机制尚不清楚。研究首先基于蛋白质组学数据和临床数据证实GCDH可抑制HCC的发生、发展和转移。并进一步运用巴豆酰化修饰组学和代谢组学技术揭示了GCDH在HCC中的作用机制，即：GCDH作为HCC的抑制因子，通过巴豆酰化抑制磷酸戊糖途径和糖酵解，改变细胞的氧化还原态，导致HCC细胞衰老，且细胞衰老进一步诱导免疫细胞浸润，形成抗肿瘤免疫微环境。GCDH表达水平低的HCC细胞群对PD-1免疫疗法更易感。景杰生物为该研究提供了4D巴豆酰化修饰组学技术支持及巴豆酰化修饰系列抗体。Nat Commun | 巴豆酰化调控缺氧下的肿瘤进展
文章标题：Hypoxia-induced downregulation of PGK1 crotonylation promotes tumorigenesis by coordinating glycolysis and the TCA cycle发表期刊：Nature Communications（IF=14.7）发表时间：2024年8月
研究概述：赖氨酸巴豆酰化（Kcr）在肿瘤细胞的代谢重编程中具有重要作用，但其在缺氧中的功能意义尚不清楚。该研究通过对常氧和缺氧条件下的MDA-MB231细胞进行巴豆酰化修饰组学分析，发现并鉴定了糖酵解途径的关键酶PGK1的 K131/156/220/位点可发生巴豆酰化修饰，并通过一系列实验展示了缺氧条件下PGK1巴豆酰化修饰的调控机制：缺氧诱导ECHS1表达水平上调，导致细胞内巴豆酰辅酶A含量降低；同时PGK1易位到线粒体并与ECHS1相互作用抑制了PGK1自身的巴豆酰化水平，促进了PGK1与PDHK1相互作用，导致PDHK1磷酸化上调，抑制丙酮酸代谢，促进糖酵解，进而促进了乳腺癌肿瘤生长。景杰生物为该研究提供了巴豆酰化修饰组学、PRM靶向质谱分析技术支持以及巴豆酰化修饰位点定制抗体、巴豆酰化修饰泛抗体支持。Circulation | 首次发现组蛋白巴豆酰化调控心肌功能
文章标题：Short-Chain Enoyl-CoA Hydratase Mediates Histone Crotonylation and Contributes to Cardiac Homeostasis发表期刊：Circulation (IF=35.5) 研究概述：短链烯脂酰辅酶A水合酶（ECHS1）也被称为巴豆酸酶，ECHS1基因突变还会导致肥厚型心肌病的发生，但目前发病机制不详，这些疾病中又是否会伴随着巴豆酰化修饰的改变也仍是未知。该研究首次发现ECHS1的功能缺失上调了组蛋白巴豆酰化修饰水平，促进了心肌肥厚相关基因Nppb的表达，也提示组蛋白巴豆酰化修饰位点(H3K18cr、H2BK12cr)可能会成为治疗ECHS1功能缺失相关心肌肥厚的潜在特异性靶点。景杰生物为该研究提供了特异性巴豆酰化抗体。![]()
Circ Res | 非组蛋白NAE1巴豆酰化修饰调控病理性心肌肥厚
文章标题：Crotonylation of NAE1 Modulates Cardiac Hypertrophy via Gelsolin Neddylation发表期刊：Circulation Research（IF=16.5）研究概述：心肌肥厚及其相关的重塑最终可导致心力衰竭，然而，巴豆酰化在心肌肥厚中的具体作用尚不明确。该研究通过对假手术组小鼠和主动脉横缩(TAC)手术造模诱导心肌肥大小鼠的心脏组织进行巴豆酰化修饰组学分析，鉴定出1167个蛋白的4724个巴豆酰化位点。其中，NAE1 K238cr在心肌肥大小鼠心脏中显著上调。机制分析发现，NAE1 K238cr促进了GSN的类泛素化修饰，从而增强了GSN的蛋白稳定性和表达，最终通过不良的细胞骨架重塑诱导心肌肥大的发生。景杰生物为该研究提供了巴豆酰化修饰组学、巴豆酰化修饰泛抗体。Circ Res | 巴豆酰化介导心肌损伤中的修复
文章标题：Modulating Lysine Crotonylation in Cardiomyocytes Improves Myocardial Outcomes发表期刊：Circulation Research (IF=16.5)研究概述：缺血性心脏病是一项重大的全球公共卫生挑战，其功能结果仍然很差。然而，赖氨酸巴豆酰化(Kcr)在心肌损伤中的作用尚不清楚。研究首先利用巴豆酰化修饰组学技术揭示急性心肌I/R损伤引发广泛的Kcr，首次揭示了I/R损伤后的巴豆酰化修饰图谱，并证实了通过调节特定线粒体和肌丝蛋白赖氨酸巴豆酰化的心脏保护新机制，这为IHD的治疗策略提供了一个潜在的靶点。景杰生物为该研究提供了巴豆酰化修饰组学技术以及巴豆酰化修饰抗体。Nat Commun | 巴豆酰化修饰调控肾损伤/肾纤维化
文章标题：Targeting the transmembrane cytokine co-receptor neuropilin-1 in distal tubules improves renal injury and fibrosis发表期刊：Nature Communications（IF=14.7）研究概述：神经纤毛蛋白-1（Neuropilin-1，NRP1）在肾损伤/肾纤维化中的作用和机制尚不清楚。该研究运用巴豆酰化修饰组学发现Nrp1促进了肾损伤后远端肾小管（distal tubules, DT)上皮细胞中TNF-α与其受体的结合，导致代谢酶Cox4i1的巴豆酰化水平下调，通过抑制细胞有氧代谢加重肾损伤。为通过靶向NRP1改善肾脏疾病的潜在治疗方法提供了见解。景杰生物为该研究提供了巴豆酰化修饰组学以及7种酰化修饰泛抗体支持。Nat Commun | 巴豆酰化抑制肾纤维化机制
文章标题：Inhibition of ACSS2-mediated histone crotonylation alleviates kidney fibrosis via IL-1β-dependent macrophage activation and tubular cell senescence发表期刊：Nature Communications（IF=14.7）研究概述：慢性肾病（Chronic kidney disease，CKD）的治疗方法效果有限，缺乏针对性，导致病情可能恶化至需透析或肾移植的终末期肾病，亟需探究CKD的分子机制，并寻找有效治疗靶点。该研究描述了组蛋白巴豆酰化修饰调控肾脏纤维化的病理机制，并提出潜在的治疗策略：通过抑制ACSS2（短链酰基辅酶A合成酶家族成员）的活性，减少组蛋白的巴豆酰化，从而通过影响IL-1β介导的巨噬细胞激活和肾小管细胞的衰老过程，达到减轻肾脏纤维化的目的，为未来的治疗策略提供了新的理论和实验基础。景杰生物为该研究提供巴豆酰化修饰泛抗体和系列组蛋白位点特异修饰抗体支持。文章标题：Dynamic switching of crotonylation to ubiquitination of H2A at lysine 119 attenuates transcription–replication conflicts caused by replication stress发表期刊：Nucleic Acids Research (IF=16.6)研究概述：基因组DNA损伤会造成基因组不稳定。为应对这些损伤对机体造成的不利影响，机体已经进化出一整套复杂的损伤修复系统，包括蛋白质的翻译后修饰，然而巴豆酰化（Kcr）修饰是否参与调控其过程仍不清楚。该研究发现Kcr参与了复制应激反应：H2AK119的巴豆酰化和H2AK119的泛素化受到复制应激的可逆调节。SIRT1对H2AK119的去巴甲酰化是随后通过BMI1泛素化H2AK119的先决条件。泛素化H2AK119在反向复制叉处的积累导致RNA聚合酶II的释放和停滞复制叉附近的转录抑制。这些效应减弱了转录-复制冲突(TRC)和与TRC相关的R环形成和DNA双链断裂。景杰生物为该研究提供了巴豆酰化及泛素化修饰抗体。文章标题：CDYL1-dependent decrease in lysine crotonylation at DNA double-strand break sites functionally uncouples transcriptional silencing and repair发表期刊：Molecular Cell（IF=14.5）研究概述：先前研究发现CDYL1被招募到DNA双链断裂(DSB)以促进同源重组(HR)修复并促进转录沉默。然而，CDYL1如何引发DSB诱导的沉默尚不完全清楚。该研究分析了DSB附近的巴豆酰化修饰水平，发现Pan Kcr和H3K9cr水平以CDYL1依赖性方式降低。这种降低对于DSB诱导的转录沉默至关重要，但出乎意料的是，它对同源重组修复完整性没有明显影响。因此，该研究认为DSB诱导的转录沉默对于HDR并非是必需的。景杰生物为该研究提供了巴豆酰化泛抗体和组蛋白特异位点巴豆酰化修饰抗体。文章标题：Global crotonylome reveals CDYL-regulated RPA1 crotonylation in homologous recombination-mediated DNA repair发表期刊：Science Advances（IF=11.7）研究概述：研究通过对CDYL Knockout和WT的Hela细胞进行巴豆酰化修饰组学分析，在3734种蛋白质中鉴定到14311个巴豆酰化修饰位点，分析发现DNA代谢过程的关键蛋白RPA1位于网络图的枢纽位置。功能分析发现RPA1的巴豆酰化修饰并不影响其被招募到DNA损伤位点，但是能够影响RPA1和单链DNA以及其他同源重组因子如：resection machinery、RAD51的结合进而影响功能。景杰生物作为研究共同单位之一，为该研究提供了巴豆酰化修饰组学及巴豆酰化定制抗体。
Cell Stem Cell | 组蛋白巴豆酰化调控人类胚胎干细胞分化
文章标题：Histone crotonylation promotes mesoendodermal commitment of human embryonic stem cells发表期刊：Cell Stem Cell（IF=19.8）研究概述：组蛋白巴豆酰化相关的生理功能目前仍知之甚少。该研究发现组蛋白巴豆酰化对内胚层分化至关重要：巴豆酰辅酶A(CoA)产生酶在人胚胎干细胞(hESCs)体外和小鼠胚胎的分化过程中在内胚层细胞中被特异性诱导，组蛋白巴豆酰化的化学增强促进hESC的内胚层分化，而产生巴豆酰辅酶A的酶的缺失会降低组蛋白巴豆酰化并损害中胚层/内胚层分化体外和体内。总之，研究揭示了一种组蛋白巴豆酰化介导的促进多能干细胞内胚层定型的机制，这可能对针对多种人类疾病的治疗策略具有重要意义。景杰生物为该研究提供了巴豆酰化修饰抗体技术支持。Nat Commun | 巴豆酰化修饰调控早期胚胎发育
文章标题：P300 regulates histone crotonylation and preimplantation embryo development发表期刊：Nature Communications（IF=14.7）发表时间：2024年7月
研究概述：组蛋白巴豆酰化修饰作为新型酰化修饰，主要参与精子发生、小鼠胚胎干细胞的自我更新以及人胚胎干细胞在生殖领域的中胚层定型，然而其在早期胚胎发育中的分布和功能在很大程度上仍然未知。该研究首次揭示了P300作为组蛋白巴豆酰基转移酶在早期胚胎发育期间发挥重要作用，并发现P300通过调节小鼠胚胎中基因组的转录来介导H3K18cr修饰以控制植入前胚胎发育。景杰生物为该研究提供巴豆酰化泛抗体和系列组蛋白位点特异修饰抗体支持。Sci Adv | 小麦巴豆酰化修饰图谱揭示低温抗性新机制
文章标题：Global crotonylatome and GWAS revealed a TaSRT1-TaPGK model regulating wheat cold tolerance through mediating pyruvate发表期刊：Science Advances（IF=11.7）研究概述：低温是影响小麦生产的最严重的非生物胁迫之一，最新的研究发现，蛋白质翻译后修饰（PTM）参与植物低温胁迫调控。但是巴豆酰化修饰参与小麦转录调控和低温抗性的机制研究还较为缺乏。该研究绘制了普通小麦中巴豆酰化修饰图谱，发现了小麦低温抗性的新机制：低温胁迫下调小麦的去巴豆酰化修饰酶-TaSRT1表达，减弱其对TaPGK的去巴豆酰化作用，促进TaPGK蛋白K206位巴豆酰化修饰水平并增加丙酮酸含量，最终增强小麦的低温抗性。景杰生物为该研究提供了巴豆酰化修饰组学分析技术支持。
PBJ | 巴豆酰化修饰正调控植物低温胁迫应答，提升抗寒性
文章标题：Lysine crotonylation of DgTIL1 at K72 modulates cold tolerance by enhancing DgnsLTP stability in chrysanthemum发表期刊：Plant Biotechnology Journal（IF=10.1）研究概述：低温则会显著损害菊花的生长和发育，因此如何培育出耐低温的新品种尤为重要。该研究结合蛋白质组学和巴豆酰化修饰组学，筛选得到在可受低温诱导发生高表达的DgTIL1蛋白和该蛋白上发生高表达的巴豆酰化修饰位点K72。研究首次揭示了DgTIL1介导DgnsLTP调控低温胁迫的模型：DgTIL1的K72位点的巴豆酰化可防止DgnsLTP蛋白降解，进一步增强过氧化物酶（POD）的表达和活性，减少低温胁迫下ROS的积累，从而提升菊花的抗寒性。景杰生物为该研究提供了巴豆酰化修饰组学、巴豆酰化修饰抗体。巴豆酰化修饰在机体内具有重要的作用，本文介绍了巴豆酰化修饰的发现、相关酶系统以及生物学功能方面的最新研究进展，但是其中仍有许多问题需要解决：巴豆酰化修饰转移酶系统(“Writer”、“Reader”、“Eraser”)可能还不完整，有待进一步完善，可谓是未来重点关注的研究方向，且这些酶如何参与调控巴豆酰化、进而介导各种生理活动仍有待进一步解析。此外，上述目前的研究既涉及组蛋白巴豆酰化修饰，也有关于非组蛋白巴豆酰化的研究报道，非组蛋白巴豆酰化修饰已被证实有着重要的生物学功能，但是其中更多的功能仍有待进一步发掘。值得一提的是，这些突破性的成果采用巴豆酰化修饰组学、巴豆酰化修饰抗体等技术，体现了巴豆酰化修饰与代谢重编程紧密相连，实现了从代谢表型到功能调控上的跨越，为解释代谢重编程与疾病发展机制提供了重要参考，也提示新型酰化修饰具有巨大的研究空间和探究潜力。接下来，我们还将持续推出其他新型修饰的揭秘内容，更多更新更全面的精彩合集将持续向您呈现，欢迎关注，等待惊喜！景杰生物作为新型酰化研究的领跑者，在上万例样品中积累了丰富的新型酰化修饰研究经验和实验方案。可提供“从WB预筛选，新型酰化修饰组学分析，到运用丰富的酰化修饰位点特异性抗体进行功能验证，再到后续的CUT&Tag分析”等全流程服务。景杰生物PTMab抗体产品具有高特异性、高亲和力、高批间一致性等优势，其应用也多次见刊于Cell, Nature, Science等国际顶尖杂志。如果您想了解景杰生物研究产品和服务的更多信息，可咨询景杰生物销售工程师、或拨打科服热线400-100-1145。
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