心脂抗原的生理意义与应用

背景及概述^[1]

心脂抗原(ACL，ATP-citrate lyase)可将柠檬酸和辅酶A(CoA)催化成为 乙酰CoA和草酰乙酸，同时大量ATP被水解，为其他代谢途径提供能量。心脂抗原是脂肪酸生物合成和糖代谢的关键酶，其作用底物(柠檬 酸、CoA)和产物(乙酰CoA)都是糖代谢的关键中间产物，并且可以作为脂肪酸合成的底物； 在植物中由两个亚基组成，主要存在于细胞质和叶绿体，在糖代谢与脂肪酸代谢途径中起 桥梁作用。到目前为止，高等植物如油菜、辣椒、羽扇豆、拟南芥和甘 蔗等的ACL基因已相继克隆，编码产物为植物生长发育所必需，还参与 茎部蜡质的生物合成、根部有机酸的合成和分泌或植物过敏反应，但在水稻中尚未见基因 克隆以及参与调控细胞程序性死亡和抗病的相关报道。

生理意义^[1]

心脂抗原是一种催化乙酰辅酶Ａ合成的细胞质酶。它催化辅酶Ａ及柠檬酸生成乙酰辅酶Ａ及草酰乙酸，同时ＡＴＰ水解为ＡＤＰ释放能量。乙酰辅酶Ａ参与脂肪和胆固醇等一些重要的生物物质的合成过程，乙酰化反应中蛋白质修饰也需要乙酰辅酶Ａ参与。在不同病理条件可以观察到心脂抗原的表达或活性改变。此外，有宄已经注意到心脂抗原在胚胎发育的不同阶段的表达模式多变化。相比发育成熟的大脑，心脂抗原在发育中的小鼠胎儿脑细胞中明显高表达。

应用^[2]

心脂抗原是一种ATP依赖性的中心代谢酶，负责催化柠檬酸和辅酶A（CoA）分别转化成草酰乙酸和乙酰辅酶A。乙酰-CoA对脂肪酸代谢、胆固醇的生物合成、蛋白质乙酰化和异戊烯化等生化过程至关重要。由于许多癌细胞的增殖取决于ACLY的活性，因此ACLY是抗癌药物作用的重要靶点。此外，ACLY也是抗血脂障碍和肝细胞脂肪变性的靶标。

ATP柠檬酸裂解酶是脂肪酸从头合成途径的首个限速酶，在哺乳动物多种组织中广泛表达。细胞质中由糖代谢产生的柠檬酸，可被ACLY催化裂解为草酰乙酸和乙酰辅酶A，后者是脂肪酸和胆固醇合成的基本原料;乙酰辅酶A也可用于蛋白质的修饰，如组蛋白乙酰化，这一功能对于靶基因的转录和激活具有至关重要的意义。ACLY在代谢网络中处于一个较为中心的位置，是介导糖代谢和脂代谢的桥梁，在细胞的整体代谢中占据着重要的地位。据研究表明，ACLY处于过表达状态能维持多种肿瘤细胞的恶性增殖并促进其恶性演进，在肺癌、前列腺癌、膀胱癌、乳腺癌、肝癌、胃癌以及结肠癌等多种肿瘤组织中ACLY均呈现出不同程度的表达上调，ACLY的活性发生相应的改变对于肿瘤的发生发展及预后具有重要的意义。

主要参考资料

[1] CN201710699520.X 水稻柠檬酸裂解酶基因ACL1及其编码的蛋白质与应用

[2] ATP 柠檬酸裂解酶表达下调对前列腺癌细胞生长及凋亡影响的研究