蛋白质赖氨酸乙酰化代谢调节
蛋白质乙酰化在调控细胞核内转录中起着关键作用。更重要的是，蛋白质乙酰化在调节代谢途径方面具有重要功能。例如，糖酵解、糖异生、三羧酸循环（TCA）、尿素循环、脂肪酸代谢和肝脏组织中的糖原代谢。
什么是蛋白质乙酰化
乙酰化是一种将乙酰基引入化学化合物的反应。通常，蛋白质赖氨酸乙酰化是调控代谢途径的最重要途径，通过乙酰化酶中的赖氨酸残基，酶能够调节代谢途径。在活细胞中，乙酰化作为蛋白质的共翻译和翻译后修饰发生。在肝脏组织中，乙酰辅酶 A（乙酰辅酶 A），一种高能分子，作为赖氨酸乙酰化的乙酰基供体。
脂肪酸氧化中的赖氨酸乙酰化
烯酰辅酶 A 水合酶/3-羟酰辅酶 A（EHHADH）是一种重要的酶，催化脂肪酸氧化中的两个步骤。在 EHHADH 中已经鉴定出四个乙酰化的赖氨酸残基，分别是 Lys165、Lys171、Lys346 和 Lys584。异位表达的 FLAG 标记 EHHADH 的免疫沉淀和用抗乙酰赖氨酸抗体进行的蛋白质印迹证实 EHHADH 确实被乙酰化（赵等）。为了探索乙酰化对脂肪酸氧化的影响。使用了同位素标记，即 TSA 和 NAM。TSA 和 NAM 处理增加了所有四个赖氨酸残基的乙酰化。相应地，未乙酰化的肽减少了。科学家用 TSA 和 NAM 处理 Chang 人肝细胞，使 EHHADH 的活性增加了一倍，这表明 EHHADH 的乙酰化会增加脂肪酸氧化途径。为了证实结果，使用了定点突变，并将四个赖氨酸残基替换为谷氨酰胺，TSA 和 NAM 无法再乙酰化赖氨酸残基，EHHADH 也无法再被调节。
TCA 循环中的赖氨酸乙酰化
TCA 循环包括七种酶，所有这些酶都可以被乙酰化。研究了苹果酸脱氢酶（MDH）。同样，确定了四个赖氨酸残基：Lys185、Lys301、Lys307 和 Lys314。同样，进行了 TSA 和 NAM 处理，野生型 MDH 的活性增加，而突变体 MDH4KR 的活性没有改变，这表明赖氨酸乙酰化可以刺激 TCA 循环。可以采用另一种方法来研究赖氨酸乙酰化。当用高浓度的葡萄糖处理 MDH 时，MDH 的乙酰化增加了 60%，MDH 的活性也增加了，再次证实赖氨酸乙酰化刺激了 TCA 循环。这一结果符合我们的逻辑，因为我们摄入更多的葡萄糖，糖酵解和 TCA 循环会被刺激，因为我们需要消耗这些葡萄糖来产生 ATP，即能量。
尿素循环中的赖氨酸乙酰化
尿素循环与 TCA 循环耦合，因此研究尿素循环也是理解赖氨酸乙酰化对代谢途径影响的一个好方法。研究了尿素循环中的一种酶 ASL。用高浓度的葡萄糖处理 ASL，ASL 的乙酰化使 ASL 的活性降低了 50%，这表明赖氨酸乙酰化抑制了尿素循环。另一方面，用 CobB（一种氨基酸）处理 ASL，会使 ASL 去乙酰化，实验结果表明 ASL 的活性增加了。ASL 的双重调节表明，ASL 的赖氨酸乙酰化会抑制尿素循环。这一结果是有道理的，因为我们摄入了更多的葡萄糖，为了维持身体的渗透压，我们需要保存水分，这意味着我们的身体应该执行最少的尿素循环。
糖异生中的赖氨酸乙酰化
糖异生是糖酵解的逆过程，也已被用来了解代谢中的赖氨酸乙酰化。研究了糖异生中的酶磷酸烯醇丙酮酸羧激酶 1（PEPCK1）。鉴定出三个赖氨酸残基：Lys70、Lys71、Lys594。高葡萄糖和 TSA/NAM 处理都乙酰化了 PEPCK1，PEPCK1 的量减少了，并且 PEPCK1 的稳定性降低了。这表明赖氨酸乙酰化抑制了糖异生途径。为了证实我们的结果，检查了 PEPCK 1 的突变形式（PEPCK13KR，将所有赖氨酸替换为精氨酸），糖异生不再受高葡萄糖和 TSA/NAM 处理的调节，这证实了我们的结果。这一结果符合我们的逻辑，即当我们给身体摄入大量葡萄糖时，我们更希望进行糖酵解而不是糖异生。
总结
蛋白质赖氨酸乙酰化是调节代谢途径的重要途径之一。这些调节旨在平衡生物体中的能量和渗透压。当我们注入大量的糖时，我们希望消耗这些糖来维持身体的渗透压，并从葡萄糖中获取能量，因此蛋白质赖氨酸乙酰化刺激了 TCA 循环和脂肪酸氧化；它也抑制尿素循环和糖异生，以便我们可以保存水分来维持渗透压，并防止葡萄糖的合成。

标题文本	标题文本	标题文本	标题文本	标题文本
途径	脂肪酸氧化	TCA 循环	尿素循环	糖异生
酶	EHHADH	MDH	ASL	PEPCK1
活性影响	+	+	-	-
高葡萄糖影响	+	+	-	-

参考文献

1. 赵世民等。（2010）蛋白质赖氨酸乙酰化对细胞代谢的调节。科学，327 卷