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蛋白质翻译后修饰对蛋白质的功能有着重要作用。丙二酰修饰是最近新发现的、进化保守的一种修饰。该修饰以丙二酰-CoA为底物，发生在赖氨酸残基上，通过破坏静电相互作用（由+1变为-1）而调节蛋白结构与功能，但对于该修饰在生理功能上的研究依旧较少。研究发现，免疫细胞在执行其功能时，代谢过程会发生改变，巨噬细胞就是其中的一种。
作者选择骨髓来源巨噬细胞（SMDMs）进行研究。研究发现，在脂多糖（LPS）诱导24h后，丙二酰-CoA的含量显著上升。通过使用抗赖氨酸丙二酰修饰抗体（anti-mal-K），作者发现在全蛋白质水平上，赖氨酸丙二酰修饰明显上升。 作者通过使用抗体富集、HPLC-MS/MS方法，对LPS处理前后赖氨酸丙二酰化修饰蛋白进行质谱定性鉴定和定量分析。其中GAPDH引起了作者的注意。作者发现，在LPS处理过程中，GAPDH的含量没有发生显著变化，但是其中的赖氨酸丙二酰化修饰水平上升，并且通过质谱实验，发现K213在LPS诱导下，由原本的乙酰化修饰变为丙二酰化修饰，并且该位点与GAPDH的活性中心和RNA结合区域较近。
作者发现，LPS诱导后，GAPDH的催化活性显著上升，从而糖酵解过程得以增强，IL-1β含量提高。若将K213为突变为乙酰化修饰模拟的谷氨酰胺残基Q（K213Q），GAPDH活性没有明显变化，若将其突变为丙二酰化修饰模拟的谷氨酸残基E（K213E），则催化活性显著升高。
除了催化活性外，作者该检测GAPDH中RNA结合能力的改变。TNFα是GAPDH的结合RNA。作者通过使用抗体富集GAPDH，并使用qRT-PCR检测其结合的TNFα RNA含量的变化。作者发现，在LPS诱导后，GAPDH结合的TNFα含量显著降低，并且同时细胞中TNFα表达量增强。若使用HEK293T细胞，使用K213Q和K213E突变体检测GAPDH对TNFα结合能力的变化，作者发现，K213E结合能力显著较低。
因此作者结合上述结果和文献报告，提出了一种新的GAPDH丙二酰化修饰介导的巨噬细胞免疫调节机理：在LPS诱导下，巨噬细胞中，GAPDH K213位被丙二酰化修饰，催化活性提高，从而增强了糖酵解过程，增加IL-1β含量，同时，与TNFα mRNA结合能力减弱，TNFα表达量得以提高，从而两个过程共同促进了炎症的发生。
本文作者：YS |
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