衣康酸化修饰（Itaconation）蛋白质组学

什么是衣康酸化？

衣康酸化（Itaconation, K-Itac / C-Itac）是发生在赖氨酸（Lys, K）或半胱氨酸（Cys, C）残基上的新型酰基化修饰，化学本质由 2019 年 Qin et al. (Nature Chemical Biology) 首次报道：细胞代谢产物衣康酸（Itaconic acid, IRG1 / ACOD1 催化顺乌头酸脱羧而来）的双烯酸基团共价偶联到 Lys ε-氨基或 Cys 巯基，引入 +130.027 Da（精确质量增加，平差 +130.03）质量标签。化学基团结构为 -CO-C(=CH₂)-CH₂-COO⁻，带负电羧基。

衣康酸和琥珀酸同为 TCA 支路代谢物，但其作用更多是"免疫代谢信号"：巨噬细胞 M1 / M2 极化时 IRG1 大量表达，将衣康酸输出至胞质，进而修饰下游免疫信号蛋白，是连接免疫代谢与翻译后修饰调控的新型机制。

关键化学与生物学

• 位点：Lys ε-氨基（主）、Cys 巯基（次）
• 质量标签：+130.027 Da（精确）/ +130.03 Da（平均）
• 化学：衣康酰基 -CO-C(=CH₂)-CH₂-COO⁻（带负电末端，与琥珀酰化相似）
• 代谢源：线粒体 IRG1 / ACOD1 催化顺乌头酸脱羧
• 催化：催化酶未明确（可能非酶促 + 部分酶促），去除酶尚未明确

关键功能

1. 抗炎极化：2019 Qin et al. 报道衣康酸 / 衣康酸化抑制糖酵解 M2 巨噬细胞中的 K-蛋氨酸 / NEK7 炎症信号
2. TLR 信号：2020 Cell Reports 报道 TBK1 Lys-Itac 抑制 I 型干扰素过度激活
3. 脓毒症：IRG1 敲除小鼠在脓毒症模型中死亡率提高，说明衣康酸 / 衣康酸化是免疫保护通路
4. 肿瘤：2024 Nat Commun 报道衣康酸化抑制肿瘤代谢适应、影响免疫治疗
5. 代谢病：巨噬细胞代谢疾病中炎症、胆固醇结晶双向调控

衣康酸化修饰组学技术流程

1. 富集策略

• 化学衍生：衣康酸本身具有双烯酸，可与 Diels-Alder 反应体（如二苯基环戊二烯）捕获
• 抗体：兔抗 K-Itac 单克隆抗体（Aimsmass 货号 AM10424）；C-Itac 抗体（Aimsmass 货号 AM10425）
• 代谢标记：外源补充 Itac 或 Itac-alkyne 类似物，点击化学富集

2. 关键干扰修饰排除

衣康酸特征双键分子量相近干扰少，主要靠特征诊断离子 + 后天代谢标定。

3. LC-MS/MS

• 平台：Thermo Exploris 480 + ETD
• 修饰：Lys +130.027（Cys +130.027 同样设置）
• 裂解：HCD NCE 28 + ETD 25
• 关键：特征 b/y 离子（带 =CH₂ 双键的特征片段）

4. 关键分析

• KEGG：TCA cycle / C-type lectin receptor signaling / Type II IFN signaling
• 巨噬细胞极化分群（M1 vs M2）衣康酸化比较
• IRG1 敲除 vs 野生型对照
• 免疫细胞流式 + 临床样本关联