赖氨酸丙酮酰化抗体：如何捕获糖代谢终产物驱动的新型免疫调控修饰？

丙酮酸不只会供能。它把 STAT1 第 201 位赖氨酸修饰掉，干扰素信号就传不下去了。这条链子要验证，靠的是位点抗体。你用的抗体，能分清修饰态和总量吗？

丙酮酰化是什么，丙酮酸除了供能还能做什么？

赖氨酸丙酮酰化是研究者团队率先鉴定的一种新型蛋白质翻译后修饰，由糖酵解终产物丙酮酸驱动。研究发现，丙酮酸可与STAT1蛋白第201位赖氨酸发生共价修饰，通过阻断STAT1-STAT2异源二聚化抑制I型干扰素信号通路，从而削弱抗病毒免疫。

这一发现揭示了“高血糖-丙酮酸累积-STAT1丙酮酰化-干扰素信号抑制-抗病毒免疫减弱”的分子链条，为理解代谢与免疫的交叉调控提供了全新视角。赖氨酸丙酮酰化抗体作为特异性识别该修饰的核心工具，在修饰检测、位点验证及机制研究中具有难以替代的价值。

丙酮酸的非代谢功能，为什么以前没人提？

糖酵解途径作为一种高度保守的代谢通路，在中心碳代谢中发挥重要作用。该代谢过程将一个葡萄糖分子分解为两个丙酮酸分子。随后，在有氧条件下，丙酮酸进入三羧酸循环生成乙酰辅酶A，而在无氧条件下则生成乳酸。

先前的研究表明，丙酮酸不仅是关键代谢物，也是细胞稳态的重要调节因子，丙酮酸代谢失调与多种疾病发生发展密切相关。然而，丙酮酸的非代谢功能尚未充分阐明。在细菌、藻类和酵母中的丙酮酸可与单糖残基结合，形成糖类丙酮酸化现象，但目前尚未在人体中发现类似现象，蛋白质能否被丙酮酸修饰形成蛋白质丙酮酰化此前未见报道。

糖酵解是怎么把 I 型干扰素信号压下去的？

研究者先从代谢-免疫交叉点进行切入。通过RNA-seq数据分析，研究者发现高糖培养的细胞中糖酵解通路基因显著富集，而I型干扰素诱导的干扰素刺激基因表达则被显著抑制。qPCR结果证实，高糖处理降低了IFN-α等诱导的Ifit1、Isg15等关键干扰素刺激基因的表达。

使用糖酵解抑制剂2-脱氧葡萄糖阻断糖酵解后，ISG的表达显著增强，提示糖酵解参与了干扰素信号的抑制。

研究者逐一敲低糖酵解途径中的关键酶进行筛选，敲低己糖激酶、磷酸果糖激酶、烯醇化酶或丙酮酸激酶M2均可显著增强ISG表达，而敲低乳酸脱氢酶A则无此效果。这一发现将研究者目标聚焦到PKM2下游、LDHA上游的代谢产物，即丙酮酸。外源性补充丙酮酸能以剂量依赖的方式显著抑制ISG表达，而乳酸则无此作用。

这些结果共同表明：丙酮酸是糖酵解代谢通路中抑制I型干扰素信号的关键分子。

图片来源：斯达特官网技术软文

STAT1K201 这个位点，是怎么被锁定的？

丙酮酸如何执行这种免疫抑制功能呢？研究者设计合成了生物素标记的丙酮酸作为分子探针。通过亲和纯化联合质谱分析，他们发现丙酮酸能与干扰素信号通路核心蛋白STAT1结合。免疫共沉淀与免疫荧光共定位进一步确认，丙酮酸特异性结合STAT1，而不结合STAT2或IRF9。

为明确结合性质，研究者使用高盐缓冲液洗脱非共价结合，发现丙酮酸与STAT1的结合几乎不受影响，提示这种结合是共价修饰。基于丙酮酸的化学结构，研究者推测丙酮酸可能通过形成酰胺键或Schiff碱与赖氨酸残基共价连接。高分辨率质谱分析最终锁定STAT1蛋白第201位赖氨酸为丙酮酸修饰的精确位点。

定量分析显示，高糖培养或外源丙酮酸处理均能显著提高STAT1K201位点的丙酮酰化修饰比例。

为验证这一新型修饰，研究者合成含有丙酮酰化K201的STAT1肽段作为标准品。质谱比对显示，细胞内源性STAT1肽段与合成标准品的二级质谱图高度匹配，确证了STAT1K201丙酮酰化修饰的存在。将K201突变为精氨酸后，生物素-丙酮酸与STAT1的结合几乎完全消失。

研究者开发了特异性识别STAT1K201丙酮酰化修饰的抗体，为后续研究提供了有力工具。

一个位点的修饰，怎么改掉抗病毒能力？

利用新开发的特异性抗体，研究者系统验证了STAT1K201丙酮酰化修饰的变化规律。外源添加丙酮酸可剂量依赖性地增强STAT1K201丙酮酰化水平。高糖培养同样能显著提高该修饰水平，且这一效应依赖于丙酮酸的生成，当使用PKM2特异性抑制剂紫草素阻断丙酮酸产生后，高糖诱导的丙酮酰化被有效抑制。

STAT1K201丙酮酰化所介导的下游生物学效应是什么？研究者发现，丙酮酸处理并不影响I型干扰素信号通路上游的JAK1、TYK2磷酸化及STAT1本身的Y701位点磷酸化。然而，免疫共沉淀实验显示，丙酮酸处理显著削弱了STAT1与STAT2之间的相互作用。

体外结合实验进一步证实，K201R突变（无法发生丙酮酰化）的STAT1与STAT2的结合能力显著强于野生型STAT1。在细胞内，过表达STAT1K201R突变体可有效回补干扰素诱导的转录活性，并显著增强ISG表达。在STAT1缺失的U3A细胞中，回补K201R突变体同样能增强对病毒感染的抵抗力。

这些结果表明，STAT1K201位点的丙酮酰化通过阻断STAT1-STAT2异源二聚化，从而抑制I型干扰素信号。

小鼠和临床样本，各自给出了什么证据？

为在遗传学层面验证STAT1丙酮酰化的功能，研究者构建了STAT1K201R基因敲入小鼠。野生型小鼠接受丙酮酸处理后，对水疱性口炎病毒感染的ISG诱导反应显著减弱。相反，K201R小鼠在IFN-β刺激后，多个组织中ISG诱导水平显著高于野生型小鼠。

在VSV感染模型中，K201R小鼠展现出更强的ISG诱导能力和更低的病毒载量。生存曲线分析显示，K201R小鼠在VSV感染后存活率显著高于野生型小鼠。组织病理学检查也证实K201R小鼠的肺、肝、肾等器官损伤更轻。这些结果强有力地证明，阻断STAT1K201丙酮酰化可显著增强机体抗病毒免疫能力。

为了将研究进一步推向临床，研究者针对高血糖人群的抗病毒免疫进行了初步探索。研究者收集了血糖正常和高血糖人群的外周血样本。高血糖组个体的血清丙酮酸水平和外周血单个核细胞内丙酮酸水平均显著高于血糖正常组。相应地，高血糖组PBMC中STAT1K201丙酮酰化水平明显升高。

当用IFN-α刺激这些PBMC时，高血糖组细胞的ISG诱导能力显著低于血糖正常组。相关性分析显示，无论血清丙酮酸水平还是细胞内丙酮酸水平均与ISG诱导能力呈显著负相关。以上实验结果共同表明，在高血糖临床患者中可能存在“高血糖-丙酮酸累积-STAT1丙酮酰化-I型干扰素信号抑制-抗病毒免疫减弱”的机制链条。

抗体在丙酮酰化研究里能用在哪？

赖氨酸丙酮酰化抗体是开展该领域研究的关键工具。在修饰水平检测中，泛丙酮酰化抗体可用于Western Blot评估不同代谢条件下丙酮酰化修饰的整体变化。在位点特异性分析中，针对STAT1K201等特定修饰位点的抗体可用于验证关键蛋白的修饰状态。在机制研究中，结合免疫沉淀，可分析丙酮酰化对蛋白相互作用和功能的影响。

在临床样本分析中，可用于评估高血糖患者PBMC中STAT1丙酮酰化水平与抗病毒免疫能力的关联。

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数据来源：斯达特（Starter）官网产品页 S0B60315，信息检索时间2026-11-10

结语：代谢病和病毒感染之间的一条线

丙酮酰化这条通路的证据链相当完整，体外、小鼠、人群样本都齐了。真正缺的是别的代谢物会不会也这么干。做代谢与免疫的交叉，别只盯一个修饰，先把同类修饰的交叉反应排掉。你手上的泛抗体，能区分几种酰化？

赖氨酸丙酮酰化抗体：如何捕获糖代谢终产物驱动的新型免疫调控修饰？