论文解读｜Longxiang Xie/Jianping Xie教授团队总结赖氨酸琥珀酰化在生理和病理过程中的关键作用

赖氨酸琥珀酰化（Ksuc）是一种新发现的蛋白质翻译后修饰，近年来的研究显示Ksuc可能在正常生理和病理生理过程（如肿瘤生成和代谢性疾病）中起着重要作用。对Ksuc的深入了解对于开发各种疾病的新型治疗策略至关重要。

河南大学Longxiang Xie课题组联合西南大学Jianping Xie课题组在本刊发表了题为“Protein post-translational modification by lysine succinylation: Biochemistry, biological implications, and therapeutic opportunities”的综述，总结了Ksuc作为新型蛋白质修饰在生理和病理过程中的关键作用，提供了对真核生物和原核生物中Ksuc的全面分析。

1. Ksuc的化学和结构性质

Ksuc首次报道于2011年。 Ksuc改变了赖氨酸残基的电荷，从而导致蛋白质的物理和化学性质发生重大变化（图1）。Ksuc 是一种进化上保守的蛋白质翻译后修饰，而重要的代谢中间体琥珀酰辅酶 A (succinyl-CoA) 可能是 Ksuc 的辅助因子。此外，Ksuc可能影响细胞内多种代谢途径。

图1. 赖氨酸琥珀酰化在不同生物体中的发现和发展历史（原文中Figure 2）。

2. Ksuc的机制和细胞影响

Ksuc过程可以通过酶促和非酶促两种方式进行（图2）。酶促Ksuc由特定的酶如α-酮戊二酸脱氢酶复合体和赖氨酸乙酰转移酶2A进行琥珀酰化，作用于包括线粒体蛋白质在内的多种蛋白质。非酶促Ksuc涉及从琥珀酰辅酶A直接转移琥珀酰基团。这个过程存在于不同的细胞区域（包括细胞核和细胞质），表明其对细胞代谢和信号传导具有重要影响。

图2. 酶促和非酶促赖氨酸琥珀酰化（原文中Figure 3）。

3. Ksuc在生理和病理过程中的作用

Ksuc在正常生理和病理过程中可以调节多种细胞过程，作者团队从真核生物生理学、原核生物生理学、人类肿瘤和其他4个领域综述了生物体内Ksuc调控网络（图3）。研究表明Ksuc与多种疾病（包括癌症、代谢紊乱、帕金森症和阿尔茨海默症）的发展有关，因此寻找有效的Ksuc抑制剂或激活剂至关重要。

图3. 赖氨酸琥珀酰化调节的多种生物体的生理学和病理生理学（原文中Figure 4）。

总之，本文强调了Ksuc可能成为未来临床应用中的焦点，深入了解Ksuc的机制和影响可能为开发针对多种疾病的新型治疗策略提供思路。作者团队指出Ksuc的特异性抑制剂和激活剂对于药物应用的潜力，强调了在这一领域进行进一步研究的必要性。

文章来源

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https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352304222000836

引用这篇文章：

Zhao G, Zhen J, Liu X, et al. Protein post-translational modification by lysine succinylation: Biochemistry, biological implications, and therapeutic opportunities. Genes Dis. 2023;10(4):1242-1262.