代谢物包括α酮戊二酸、S-腺苷甲硫氨酸、乙酰辅酶A及巴豆酰辅酶A等可以作为底物参与表观遗传学修饰比如甲基化、乙酰化及巴豆酰化等。过往的大量研究已经表明这些表观遗传学修饰在多种生理和病理过程中的重要作用。此前一直被当做是代谢废物的糖酵解终产物乳酸，在近期也被发现可以作为底物被添加到靶蛋白上进而产生了一种新型的蛋白翻译后修饰-蛋白乳酸化修饰。目前，蛋白乳酸化修饰已被证实在多种细胞中存在并在细胞命运调控过程中发挥关键作用。此外，不同的物种中均鉴定到了蛋白乳酸化修饰的存在，提示了其在地球生物进化过程中潜在的保守性及作用。
近日，Science Bulletin以封面文章形式发表了中国科学院广州生物医药与健康研究院刘兴国研究员团队的展望成果。该文章介绍了能量代谢的“丑小鸭”-乳酸-作为“蛋白雕塑的艺术家”进行蛋白乳酸化修饰，及在生理和病理中的重要研究进展，并展望了蛋白乳酸化修饰的研究方向与未来可能的研究范式。
鉴于能量代谢“丑小鸭”–乳酸到“蛋白雕塑的艺术家”–蛋白乳酸化修饰的华丽转变，该展望首先回顾了乳酸到蛋白乳酸化的研究历程，用三个重要的里程碑事件进行描述，分别是“Warburg effect”、“乳酸穿梭理论”及组蛋白乳酸化修饰的发现。同时，作者还讨论了不同的里程碑事件对于乳酸研究及科学界的促进作用。文章分析了乳酸化修饰在不同的生理和病理中的重要作用以及组蛋白乳酸化修饰和非组蛋白乳酸化修饰发挥作用的不同机理，提出了乳酸化修饰在个体生理和病理转变中的潜在重要作用，将乳酸化修饰的作用与中国的传统哲学思想“太极阴阳理论”相融合。
图1 蛋白乳酸化修饰在生理病理中的作用如同“太极阴阳”互转
基于蛋白乳酸化修饰在多种物种中存在、在低等或高等物种中均存在、在不同物种中参与的信号通路保守这三个特征，文章还进一步分析并提出乳酸化修饰在地球上的物种进化过程中非常保守这一观点，讨论了乳酸化修饰在物种之间如何交流以及是否会促进物种进化这一问题。
图2 蛋白乳酸化修饰在地球物种进化中保守
此外，该展望文章还总结了当前所有的乳酸化修饰鉴定方法及其优势和劣势，并认为这些方法的优势互补将是未来乳酸化修饰的研究方向。最后，该文章对乳酸化修饰的作用在其他的生理和病理过程及物种进化过程中的作用进行了展望，并提出了乳酸化修饰研究领域亟待解决的一些科学问题，包括乳酸化修饰的酶类研究、乳酸化修饰和其他修饰之间如何交流等问题。
长期以来，乳酸被认为是一种无用的代谢产物，甚至是一种导致肌肉酸痛和酸中毒的毒药。而乳酸化修饰的发现将乳酸的研究提升到一个新的高度，而这一点犹如化蛹成蝶的蝴蝶美丽惊天，仿佛化鲲为鹏的大鹏翱翔九天。乳酸化修饰的发现将揭开乳酸作用研究的新篇章，为乳酸的功能研究带来新的视角。
该论文的通讯作者为中国科学院广州生物医药与健康研究院刘兴国研究员和广州医科大学生命科学学院李林鹏副教授，论文的第一作者为广州医科大学生命科学学院李林鹏副教授、硕士研究生孙山虎和陆江焕、中国科学院广州生物医药和健康研究院邬毅副研究员。
研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、中科院青年促进会等项目的支持。
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