Chen Qijun de la Universidad Agrícola de Shenyang informó por primera vez sobre la regulación metabólica de la modificación del lactato en los tripanosomas.

Los tripanosomátidos son protozoos parásitos que pueden parasitar a una amplia gama de huéspedes y causar emaciación o incluso la muerte del ganado, provocando graves pérdidas económicas. Es una de las enfermedades que la Organización Mundial de la Salud se compromete a controlar y eliminar. Se ha informado que las modificaciones postraduccionales, como la succinilación, fosforilación y glicosilación de proteínas, desempeñan funciones críticas en la infección del huésped. En abril de 2020, el profesor Chen Qijun de la Universidad Agrícola de Shenyang informó sobre el primer mapa de modificación postraduccional del mundo de las proteínas tripanosomas africanas, revelando de manera sistemática y exhaustiva el mecanismo molecular mediante el cual las modificaciones postraduccionales de las proteínas impulsan las diferencias de desarrollo en los tripanosomátidos [1].

La lactoilación es un nuevo tipo de modificación postraduccional en proteínas, reportada por el profesor Zhao Yingming de la Universidad de Chicago en la revista Nature en 2019 [2]. Estudios posteriores han encontrado que la modificación del ácido láctico es una forma importante para que el ácido láctico ejerza sus efectos y está involucrado en funciones celulares relacionadas con la glucólisis [3], polarización de macrófagos [4], regulación de la proliferación tumoral [5], regulación de células nerviosas [ 6], y plantas Actividades vitales importantes como el metabolismo y la síntesis [7]. Sin embargo, la distribución y las funciones biológicas de la proteína lactato en organismos de ramificación temprana aún no están claras.

Recientemente, el equipo del profesor Chen Qijun publicó un artículo titulado "Latencia de proteínas en el parásito protozoario Trypanosoma brucei" en la tesis Frontier in Cell and Development Biology Critically regula el metabolismo energético. Este artículo informa por primera vez la regulación metabólica de la modificación del lactato en Trypanosoma brucei y explora la relación entre la lactosa y la glucólisis a diferentes niveles. Este resultado sienta las bases para estudiar el papel del ácido láctico en Trypanosoma brucei y proporciona un posible objetivo de intervención farmacológica para el control de Trypanosoma brucei. Jingjie Biotech proporcionó un análisis cuantitativo de pananticuerpos modificados con lactato y genómica modificada con lactato para este estudio.

En primer lugar, los investigadores utilizaron pananticuerpos modificados con lactato para detectar la proteína lactato ampliamente distribuida en Trypanosoma brucei mediante tecnología WB. Luego, se identificaron 387 sitios de lactato de lisina (KLA) en 257 proteínas de lactato utilizando tecnología genómica de modificación del lactato basada en espectrometría de masas. El análisis de anotación funcional de las proteínas mostró que la mayoría de las proteínas lactiladas están relacionadas con procesos metabólicos y participan en procesos celulares como la traducción de proteínas, el metabolismo de los carbohidratos, la regulación dinámica de la cromatina, la recombinación y reparación del ADN.

Análisis de distribución y enriquecimiento de figuras de la proteína Kla

Este estudio analizó más a fondo los sitios Kla distribuidos en las histonas y los comparó con la modificación postraduccional de las proteínas tripanosomas en estudios anteriores. Se compararon los espectros. Se descubrió que el sitio 65,438+06 Kla está asociado con otras modificaciones postraduccionales (PTM), lo que implica que estas PTM desempeñan un papel dinámico y complejo en la regulación de la función de las histonas. Dado que Trypanosoma brucei regula principalmente la expresión génica postranscripcionalmente, este estudio identificó 66 sitios Kla en 40 proteínas de unión a ARN (RBP), la mayoría de las cuales son factores de elongación, incluido el factor de elongación EF1α2, lo que significa que la modificación del lactato puede desempeñar un papel en la regulación. de expresión genética. Trypanosoma brucei carece del ciclo de los ATC y la glucólisis es su principal vía de metabolismo energético. Este estudio también identificó 25 sitios Kla en 7 enzimas glicolíticas y encontró que la modificación del lactato ocurre principalmente en el sitio catalítico de la enzima, lo que puede estar relacionado con cambios en la actividad enzimática.

Modificación con lactato de histonas y genes reguladores.

Dado que los tripanosomas carecen de lactato deshidrogenasa (LDH) y no pueden convertir la glucosa en lactato, este estudio exploró más a fondo la relación reguladora entre la glucólisis y el lactato. Al comparar las cantidades de glucosa, análogo de glucosa 2-DG e inhibidores de LDH agregados en tres grupos de tratamiento diferentes, se encontró que el aumento de la concentración de glucosa reduciría el ácido láctico en los tripanosomas, reduciendo así los niveles de ácido láctico. A niveles constantes de proteína, los niveles de lactato y lactato disminuyeron al aumentar la concentración del inhibidor. Además, al comparar los niveles de lactato de los huéspedes infectados y los de Trypanosoma brucei cultivados in vitro, se encontró que el grado de modificación del ácido láctico en los primeros era mayor que en los segundos, lo que indica que el ácido láctico de la proteína también se ve afectado por el ambiente que rodea al parásito y que el ácido láctico está involucrado en la infección del proceso Trypanosoma brucei.

Glucólisis y lactancia de Trypanosoma donovani

En resumen, este estudio reporta por primera vez el mapa de modificación del lactato proteico de los protozoos parásitos, demostrando una vez más que la modificación del lactato proteico tiene múltiples funciones. La modificación clave de la función de las células de la semilla proporciona nueva información sobre la función biológica del lactato de lisina en la fisiología celular de los protozoos parásitos y también proporciona una nueva dirección para la investigación de posibles objetivos farmacológicos para el tratamiento con tripanosomas.

Texto original: https://www.frontiers.org/articles/10.3389/fcell.2021.719720/full.

Referencias

1. Zhang Naiwen, et al. Panorama de modificaciones postraduccionales de proteínas tripanosomas africanas. ciencia.

2. Zhang Di et al. Regulación metabólica de la expresión génica mediante acilación de histonas. Naturaleza.

3. Glis1 promueve la inducción de pluripotencia a través de una cascada de señalización epigenoma-metaboloma-epigenoma. Metabolismo natural.

4. Ricardo Irizarri-Carlo et al., 2020. El adaptador de señalización TLR BCAP regula la transición de la inflamación a los macrófagos reparadores al promover la lactilación de histonas. PNAS.

5. La lactilación de histonas impulsa la tumorigénesis al promover la expresión de la proteína lectora de m6A YTHDF2 en el melanoma ocular. Biología genómica.

6. Lactilación de proteínas inducida por excitación neuronal. Informes de celular.

7. Meng Xiaoxi et al., 2021, Análisis integral de la lactilación de lisina en granos de arroz. Revista de Química Agrícola y Alimentaria.

8. La lactilación de proteínas regula críticamente el metabolismo energético en el parásito protozoario Trypanosoma brucei. Fronteras en biología celular y del desarrollo.