乳酰化与其他翻译后修饰的相互作用
乳酸（Lactate）曾被认为是糖酵解的“代谢废物”，但近年来的研究彻底改写了这一观念。2019年，Zhang等人在Nature首次报道了组蛋白乳酰化（Histone Lactylation），揭示乳酸可通过共价修饰组蛋白赖氨酸残基，参与表观遗传调控。这一发现为翻译后修饰（Post-Translational Modifications, PTMs）研究开辟了新方向，也引发了科学界对乳酰化与其他其他翻译后修饰之间协同或竞争机制的深入探索。在本篇文章中，我们将系统梳理乳酰化与乙酰化、甲基化、磷酸化、泛素化等PTMs之间的相互作用机制，探讨其在免疫调控、肿瘤代谢和细胞命运中的协同功能。
一、什么是乳酰化？
乳酰化（Lactylation）是一种新近发现的赖氨酸翻译后修饰，主要来源于细胞内乳酸与辅酶A生成的乳酰辅酶A（Lactyl-CoA），在酶促或非酶促条件下共价连接到蛋白质上。目前研究集中在组蛋白乳酰化上，尤其是H3K18la、H4K8la等位点。
与之类似的PTMs还包括：
（1）乙酰化（Acetylation）：调控染色质松弛、转录激活
（2）甲基化（Methylation）：调控基因沉默或激活，位点特异性强
（3）磷酸化（Phosphorylation）：快速响应信号通路变化
（4）泛素化（Ubiquitination）：参与蛋白降解、信号传导
乳酰化的发现不仅丰富了PTM种类，也带来了关于不同修饰之间如何“对话”的新问题。
二、乳酰化与其他翻译后修饰的相互作用
1、相互作用一：乳酰化与乙酰化的“资源竞争”与“功能协同”
（1）资源竞争：赖氨酸位点与酰基供体的竞争
乳酰化与乙酰化常常发生在相同的赖氨酸残基上，如H3K18。二者均依赖于酰基供体（乳酰-CoA vs 乙酰-CoA）和转移酶（如p300/CBP）。在高糖酵解状态下，乳酸积累增加乳酰化水平，可能抑制相同位点的乙酰化。这一“资源竞争”被认为是代谢状态调控基因表达的一种机制。例如，在M1型活化的巨噬细胞中，乳酰化促进Arg1等抗炎基因表达，逆转前期炎症表型。
（2）功能协同：共同调节转录活性
尽管竞争位点，乳酰化和乙酰化也可在不同位点上协同作用。部分启动子区域显示出H3K18la与H3K27ac协同富集，增强基因转录。
2、相互作用二：乳酰化与甲基化的“拮抗机制”
甲基化（如H3K27me3）与乳酰化在表观遗传上常表现出拮抗效应。乳酰化倾向于激活基因表达，而甲基化往往与基因沉默相关。部分研究发现乳酰化的增加伴随H3K27me3的降低，提示可能存在表观遗传重编程的“对冲机制”。此外，在癌细胞中观察到乳酰化与H3K9me3呈负相关，这可能与肿瘤细胞代谢重编程下的异染色质解聚有关。
3、相互作用三：乳酰化与磷酸化的信号串扰
磷酸化作为快速响应型PTM，往往与胞内信号通路高度相关。而乳酰化则更具“代谢依赖性”，代表细胞稳态的一种慢变量。
两者的交互点主要集中在酶活性调控上，例如：
（1）AMPK激活降低糖酵解，间接减少乳酸生成，影响乳酰化水平；
（2）p300自身也可被磷酸化，调节其介导乳酰化的能力。
因此，乳酰化与磷酸化可通过信号-代谢串扰共同调控转录程序。
4、相互作用四：乳酰化与泛素化的交叉调控
尽管研究尚不充分，但已有初步证据表明乳酰化可能调节泛素化底物选择，或通过改变底物构象影响其泛素化效率。此外，在组蛋白水平，乳酰化可能影响E3泛素连接酶的识别位点，间接参与染色质重塑。
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乳酰化的发现标志着PTM研究进入“代谢-表观遗传-信号”融合的新时代。它与其他翻译后修饰的相互作用，不仅揭示了细胞命运调控的多维度机制，也为疾病机制研究和靶向干预提供新靶点。在探索未知PTM交互的路上，百泰派克生物科技将持续以高质量质谱平台与专业科研服务，陪伴每一位生命科学研究者，解码更深层次的生命奥秘。
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