蛋白質賴氨酸乙醯化代謝調節
蛋白質乙醯化在調控細胞核內轉錄中起著關鍵作用。更重要的是，蛋白質乙醯化在調節代謝途徑方面具有重要功能。例如，糖酵解、糖異生、三羧酸迴圈（TCA）、尿素迴圈、脂肪酸代謝和肝臟組織中的糖原代謝。
什麼是蛋白質乙醯化
乙醯化是一種將乙醯基引入化學化合物的反應。通常，蛋白質賴氨酸乙醯化是調控代謝途徑的最重要途徑，透過乙醯化酶中的賴氨酸殘基，酶能夠調節代謝途徑。在活細胞中，乙醯化作為蛋白質的共翻譯和翻譯後修飾發生。在肝臟組織中，乙醯輔酶 A（乙醯輔酶 A），一種高能分子，作為賴氨酸乙醯化的乙醯基供體。
脂肪酸氧化中的賴氨酸乙醯化
烯醯輔酶 A 水合酶/3-羥醯輔酶 A（EHHADH）是一種重要的酶，催化脂肪酸氧化中的兩個步驟。在 EHHADH 中已經鑑定出四個乙醯化的賴氨酸殘基，分別是 Lys165、Lys171、Lys346 和 Lys584。異位表達的 FLAG 標記 EHHADH 的免疫沉澱和用抗乙醯賴氨酸抗體進行的蛋白質印跡證實 EHHADH 確實被乙醯化（趙等）。為了探索乙醯化對脂肪酸氧化的影響。使用了同位素標記，即 TSA 和 NAM。TSA 和 NAM 處理增加了所有四個賴氨酸殘基的乙醯化。相應地，未乙醯化的肽減少了。科學家用 TSA 和 NAM 處理 Chang 人肝細胞，使 EHHADH 的活性增加了一倍，這表明 EHHADH 的乙醯化會增加脂肪酸氧化途徑。為了證實結果，使用了定點突變，並將四個賴氨酸殘基替換為谷氨醯胺，TSA 和 NAM 無法再乙醯化賴氨酸殘基，EHHADH 也無法再被調節。
TCA 迴圈中的賴氨酸乙醯化
TCA 迴圈包括七種酶，所有這些酶都可以被乙醯化。研究了蘋果酸脫氫酶（MDH）。同樣，確定了四個賴氨酸殘基：Lys185、Lys301、Lys307 和 Lys314。同樣，進行了 TSA 和 NAM 處理，野生型 MDH 的活性增加，而突變體 MDH4KR 的活性沒有改變，這表明賴氨酸乙醯化可以刺激 TCA 迴圈。可以採用另一種方法來研究賴氨酸乙醯化。當用高濃度的葡萄糖處理 MDH 時，MDH 的乙醯化增加了 60%，MDH 的活性也增加了，再次證實賴氨酸乙醯化刺激了 TCA 迴圈。這一結果符合我們的邏輯，因為我們攝入更多的葡萄糖，糖酵解和 TCA 迴圈會被刺激，因為我們需要消耗這些葡萄糖來產生 ATP，即能量。
尿素迴圈中的賴氨酸乙醯化
尿素迴圈與 TCA 迴圈耦合，因此研究尿素迴圈也是理解賴氨酸乙醯化對代謝途徑影響的一個好方法。研究了尿素迴圈中的一種酶 ASL。用高濃度的葡萄糖處理 ASL，ASL 的乙醯化使 ASL 的活性降低了 50%，這表明賴氨酸乙醯化抑制了尿素迴圈。另一方面，用 CobB（一種氨基酸）處理 ASL，會使 ASL 去乙醯化，實驗結果表明 ASL 的活性增加了。ASL 的雙重調節表明，ASL 的賴氨酸乙醯化會抑制尿素迴圈。這一結果是有道理的，因為我們攝入了更多的葡萄糖，為了維持身體的滲透壓，我們需要儲存水分，這意味著我們的身體應該執行最少的尿素迴圈。
糖異生中的賴氨酸乙醯化
糖異生是糖酵解的逆過程，也已被用來了解代謝中的賴氨酸乙醯化。研究了糖異生中的酶磷酸烯醇丙酮酸羧激酶 1（PEPCK1）。鑑定出三個賴氨酸殘基：Lys70、Lys71、Lys594。高葡萄糖和 TSA/NAM 處理都乙醯化了 PEPCK1，PEPCK1 的量減少了，並且 PEPCK1 的穩定性降低了。這表明賴氨酸乙醯化抑制了糖異生途徑。為了證實我們的結果，檢查了 PEPCK 1 的突變形式（PEPCK13KR，將所有賴氨酸替換為精氨酸），糖異生不再受高葡萄糖和 TSA/NAM 處理的調節，這證實了我們的結果。這一結果符合我們的邏輯，即當我們給身體攝入大量葡萄糖時，我們更希望進行糖酵解而不是糖異生。
總結
蛋白質賴氨酸乙醯化是調節代謝途徑的重要途徑之一。這些調節旨在平衡生物體中的能量和滲透壓。當我們注入大量的糖時，我們希望消耗這些糖來維持身體的滲透壓，並從葡萄糖中獲取能量，因此蛋白質賴氨酸乙醯化刺激了 TCA 迴圈和脂肪酸氧化；它也抑制尿素迴圈和糖異生，以便我們可以儲存水分來維持滲透壓，並防止葡萄糖的合成。

標題文字	標題文字	標題文字	標題文字	標題文字
途徑	脂肪酸氧化	TCA 迴圈	尿素迴圈	糖異生
酶	EHHADH	MDH	ASL	PEPCK1
活性影響	+	+	-	-
高葡萄糖影響	+	+	-	-

參考文獻

1. 趙世民等。（2010）蛋白質賴氨酸乙醯化對細胞代謝的調節。科學，327 卷