不得了：中国科学家破译细胞里的“酮体密码”，发现代谢新开关

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我们身体里的每一个细胞，都是一个无比精密的化工厂。数万种蛋白质各司其职，而它们的功能，往往会被一种名为“翻译后修饰”的化学标记所调控。这就像给蛋白质贴上一个“开”或“关”的标签。

过去几十年，科学家们破译了磷酸化、乙酰化等经典“标签”的语言。但就在2月21日，中国科学院上海药物研究所黄河课题组在《科学进展》上发表的一项研究，让我们窥见了一种全新“暗语”——赖氨酸乙酰乙酰化（Kacac）。他们不仅看清了这种暗语的全貌，还学会了如何“偷听”它的具体含义 。

要理解这项研究，得先明白什么是“赖氨酸乙酰乙酰化”。

蛋白质由氨基酸组成，赖氨酸是其中一种。细胞代谢会产生各种小分子，比如这次的主角——乙酰乙酸。它是“酮体”的一种。当人饥饿或严格生酮饮食时，肝脏就会大量生产酮体给身体供能。

但问题是，Kacac这顶帽子太罕见，长得又和其他修饰很像。过去的研究就像在黑夜中寻找一只戴着特殊帽子的猫，既看不清猫在哪，也不知道帽子长啥样。

传统方法难以区分Kacac和其他修饰，因为它们实在太像了。黄河团队的聪明之处在于，他们抓住了Kacac独有的化学特征：它含有一个特殊的“酮羰基”。

基于此，他们设计了一种叫“Aca-Bio”的化学探针。这个探针就像一块经过特殊调校的“分子磁铁”，能精准识别并紧紧抓住Kacac侧链，形成一种可逆的“肟键” 。

更重要的是，这个抓取过程是可控的。通过改变酸碱度（pH值），科学家可以让探针抓住修饰，也能让它松手释放，实现“可控释放”。

利用这把新钥匙，团队对禁食小鼠的肝脏进行了分析。结果令人振奋：他们一次性鉴定出分布在125个蛋白质上的260个Kacac修饰位点 。这相当于把之前人类已知的Kacac底物库，一下子扩大了好几倍。这些位点大量富集在三羧酸循环、酮体生成等核心代谢通路上，暗示Kacac可能在细胞能量工厂的中心区域扮演着关键角色。

发现这么多新位点只是第一步。更关键的问题是：这些修饰到底有什么用？

为了回答这个问题，团队祭出了另一项硬核技术——遗传密码扩展系统。简单来说，他们能在活细胞中，在指定的蛋白质的指定位置上，人为地“嵌入”一个Kacac修饰，然后观察细胞会有什么反应。

他们选择了酮体生成途径中的关键酶——HMGCS2作为目标。结果发现，当HMGCS2蛋白的第310位赖氨酸带上Kacac修饰后，酶的活性显著下降了 。

为什么会这样？通过结构分析，团队发现这个修饰就像在酶的活性中心塞进了一个碍手碍脚的“挡路石”，通过空间位阻效应，阻碍了底物的正常结合，从而降低了反应效率。研究团队巧妙地将其比喻为代谢通路中的一个“分子刹车” 。

这揭示了一个精妙的负反馈调节机制：当酮体生成过多时，多余的乙酰乙酸就会“贴”到生成酮体的关键酶上，给生产线降速，防止资源浪费。这是科学家首次在如此精细的尺度上，看清酮体是如何通过蛋白质修饰来“管住”自己的。

过去，蛋白质翻译后修饰的研究领域长期由欧美实验室主导，比如乙酰化、磷酸化。但近年来，中国科学家在“代谢物衍生修饰”这个细分赛道上，正展现出极强的开创性。

芝加哥大学的赵英明教授团队和上海药物所的黄河课题组，此前已发现了由β-羟基丁酸驱动的“赖氨酸β-羟基丁酰化（Kbhb）”。此次对Kacac的深度解析，是同一团队在该领域的又一次重要拓展 。

从2023年首次发现Kacac这种修饰类型的存在，到2026年开发出全景式鉴定和精准解析功能的工具，短短不到三年时间，中国科研人员不仅发现了“新大陆”，还绘制了“地图”，甚至造出了能在这片大陆上精准开垦的“农具” 。

这项研究的突破性在于，它建立了一个通用的技术模式：先用化学探针“广撒网”发现全局修饰图谱，再用遗传编码系统“点对点”验证单个位点的功能。这套方法论，未来可用于研究任何由代谢物驱动的修饰，为理解糖尿病、肥胖、癌症等代谢相关疾病提供了全新的研究视角。

未来，医生或许能通过调节这种“分子刹车”的松紧，来干预代谢紊乱。而这，正是基础科学带来的无限可能。