辅酶A类代谢中间产物参与组蛋白表观遗传修饰调控肝细胞代谢网络对高油脂营养应答的机制研究

基本信息
批准号:91957110
项目类别:重大研究计划
资助金额:83.00
负责人:王玉刚
学科分类:
依托单位:华中科技大学
批准年份:2019
结题年份:2022
起止时间:2020-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:陈洁,位珂珂,朱李琰,房海青,谢伟东,孙鹏博,丁艺佩
关键词:
代谢物(metabolite)转录调控(transcription regulation)转录后调控(posttranscriptional regulation) 蛋白修饰(protein modification)
结项摘要

Coenzyme A metabolic intermediates are a class of analogs with similar chemical structures that produced during cell metabolism. They function as the vehicles for material and energy transferring in cellular metabolism, as well as the modification group-donors in protein post-translational modification (PTM). It is well known that Coenzyme A metabolic intermediates’ material and energy transferring functions are guardian of metabolic balance. However, as bifunctional components, Coenzyme A metabolic intermediates’ function in protein PTM might also play significant roles in balancing cell metabolism, which are remaining elusive. Our previous studies have demonstrated that the lysine acetyltransferase 2A (KAT2A) can directly use different Coenzyme A metabolic intermediates to catalyze multiple types of histone modifications, which mainly distribute in gene promoter regions and correlate with the transcription level of genes, including genes in metabolism network. Aim to explore the roles of Coenzyme A metabolic intermediates and KAT2A-mediated histone modifications in regulating cell metabolism, we will use non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD) model to study the effects of high-lipid nutrition on the nuclear distribution of Coenzyme A metabolic intermediates, the histone modification profiles that mediated by Coenzyme A metabolic intermediates and KAT2A, and the cellular metabolism profile that regulated by the KAT2A-mediated histone modifications. The efficacy of KAT2A inhibitor in NAFLD therapy will also be evaluated. With the accomplishments of the proposed studies, we will understand the mechanism underlying Coenzyme A metabolic intermediates-mediated histone modifications regulating the response of liver cell metabolism to high-lipid nutrition. The effect of KAT2A inhibitor on NAFLD will shed new light on the development of novel NAFLD clinical treatment strategies.

辅酶A类物质是糖脂代谢中担负物质能量转运的一类代谢中间产物,也是蛋白质翻译后修饰反应中重要的修饰基团供体。目前已有大量研究从物质能量传递介质的角度探索辅酶A类物质在细胞糖脂代谢失调中的作用,但鲜有研究从蛋白质翻译后修饰基团供体的角度探索辅酶A类物质对糖脂代谢失调的感应及对细胞代谢网络的调控。我们的前期工作发现赖氨酸乙酰转移酶KAT2A可用不同辅酶A类物质直接催化多种类型的组蛋白修饰,且这些修饰多发生在基因启动子区域并调控基因转录,包括代谢相关的基因转录。因此本申请课题从辅酶A类物质调控组蛋白修饰的机制出发,以非酒精性脂肪肝为模型,研究高油脂营养对肝细胞内辅酶A类物质在细胞核内分布的调控,阐明辅酶A类物质在KAT2A的催化下对肝细胞组蛋白表观遗传修饰图谱的调控及其对细胞代谢网络的改变,并验证其所调控的细胞代谢网络对高油脂的应答及对非酒精性脂肪肝形成的重要作用,探索非酒精性脂肪肝防治新策略。

项目摘要

酰基辅酶A类物质是细胞内糖脂代谢的重要中间产物,也是参与蛋白质翻译后修饰的重要修饰基团供体。本课题以KAT2A具有多种酰基转移酶活性的假设为切入点,发现KAT2A可直接用乙酰辅酶A、丙酰辅酶A、丁酰辅酶A、琥珀酰辅酶A催化核小体上共18个赖氨酸位点的多种酰基化修饰。通过结构生物学分析,本课题初步阐明了KAT2A对酰基辅酶A类底物的选择机制。肝细胞糖脂代谢网络的失调可能导致细胞内多种酰基辅酶A类物质分布的失调,这一失调信号通过KAT2A的多种酰基转移酶的活性转换成为相应的组蛋白酰基化修饰图谱,调控基因表达谱及细胞代谢网络的重塑。高油脂营养环境是诱导肝细胞内脂滴聚集和动物非酒精性脂肪肝的重要因素,抑制KAT2A可显著抑制高油脂诱导的细胞内脂滴聚集以及小鼠非酒精性脂肪肝,进一步提示KAT2A的多种酰基化修饰活性是肝细胞感受并应答高油脂营养环境的重要机制。本研究初步阐明了蛋白质酰基转移酶对酰基辅酶A类底物的选择机制,丰富了细胞代谢网络与组蛋白修饰图谱的互作机制,为高油脂诱导的非酒精性脂肪肝提供了新的潜在防治靶点。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

DeoR家族转录因子PsrB调控黏质沙雷氏菌合成灵菌红素

DeoR家族转录因子PsrB调控黏质沙雷氏菌合成灵菌红素

DOI:10.3969/j.issn.1673-1689.2021.10.004
发表时间:2021
2

Mechanism of allosteric activation of SIRT6 revealed by the action of rationally designed activators

Mechanism of allosteric activation of SIRT6 revealed by the action of rationally designed activators

DOI:10.1016/j.apsb.2020.09.010
发表时间:2021
3

The Role of Osteokines in Sarcopenia: Therapeutic Directions and Application Prospects

The Role of Osteokines in Sarcopenia: Therapeutic Directions and Application Prospects

DOI:10.3389/fcell.2021.735374
发表时间:2021
4

转录组与代谢联合解析红花槭叶片中青素苷变化机制

转录组与代谢联合解析红花槭叶片中青素苷变化机制

DOI:
发表时间:
5

丙二醛氧化修饰对白鲢肌原纤维蛋白结构性质的影响

丙二醛氧化修饰对白鲢肌原纤维蛋白结构性质的影响

DOI:10.7506/spkx1002-6630-20190411-143
发表时间:2020

王玉刚的其他基金

批准号:41371200
批准年份:2013
资助金额:75.00
项目类别:面上项目
批准号:51176177
批准年份:2011
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:81770853
批准年份:2017
资助金额:56.00
项目类别:面上项目
批准号:30900981
批准年份:2009
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:40701187
批准年份:2007
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31772296
批准年份:2017
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:81871912
批准年份:2018
资助金额:54.00
项目类别:面上项目
批准号:81472242
批准年份:2014
资助金额:70.00
项目类别:面上项目

相似国自然基金

1

利用表观遗传修饰激活海洋真菌中沉默次级代谢产物及其生物合成调控研究

批准号:31200042
批准年份:2012
负责人:徐刚明
学科分类:C0103
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
2

组蛋白去乙酰化酶SIRT6参与肿瘤脂代谢的表观遗传机制研究

批准号:81672778
批准年份:2016
负责人:杨洋
学科分类:H1807
资助金额:58.00
项目类别:面上项目
3

高脂胁迫下细鳞鲑脂肪代谢应答及营养调控机制

批准号:31860730
批准年份:2018
负责人:常杰
学科分类:C1905
资助金额:44.00
项目类别:地区科学基金项目
4

西沙珊瑚共附生真菌表观遗传修饰及新颖结构活性次级代谢产物发现

批准号:81673350
批准年份:2016
负责人:王长云
学科分类:H3405
资助金额:65.00
项目类别:面上项目