科研进展

张迪课题组受邀评述蛋白质乳酰化最新研究,提出细胞代谢作为信号处理平台的观点

2026-11-06    点击:

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细胞代谢不仅为细胞提供能量和大分子合成原料,还可通过代谢物作为信号分子或通过代谢状态变化参与信号调控,广泛影响细胞内及细胞间的生物学过程。

2026年11月5日,北大-清华开云手机网页登录页面、北京大学生命科学学院张迪课题组在《Nature Metabolism》发表题为“Lactylation: A metabolic sensor for faithful mitosis”的News & Views文章,对浙江大学医学院吕志民团队同期发表的研究进行评述。



Zhu等人的研究从肝细胞癌(HCC)入手,发现葡萄糖剥夺会损害HCC细胞的有丝分裂过程。综合运用质谱、分子对接模拟以及传统生物化学和细胞生物学等手段,研究揭示:糖酵解衍生的乳酸在KAT2A催化下介导糖酵解酶PGK1 K131位点的乳酰化修饰,进而促进PGK1与有丝分裂关键激酶Aurora B的相互作用及PGK1对Aurora B的磷酸化修饰,从而增强Aurora B活性并保障有丝分裂的精确进行。干预该研究揭示的通路在小鼠HCC模型中展现出肿瘤抑制效果,相关通路也有望作为HCC患者的预后标志物。

图1. 乳酰化介导的 PGK1–Aurora B 轴激活协调肿瘤细胞的有丝分裂与免疫逃逸


本研究揭示了糖酵解来源乳酸衍生的乳酰化修饰作为一种代谢信号,在调控蛋白质相互作用方面的重要功能,并进而调控有丝分裂这一非代谢范畴的细胞生物学过程。同时,本研究发现代谢酶PGK1可兼职蛋白激酶,表明代谢酶在经典酶活之外可能具有多样的非经典功能。

除总结该研究的科学发现外,评述文章还指出,代谢状态本身可作为信号被细胞感知,以整合细胞内不同的生物学过程和行为。同时,除了催化代谢反应外,代谢酶应更多被视为具有“非经典功能”的多功能蛋白。文章还强调,本研究发现的PGK1-Aurora B信号轴是否在更多生理病理模型中发挥重要作用值得进一步评估,并对靶向该通路的临床转化潜力进行了深入讨论。

自张迪研究员2019年发表于《Nature》的研究发现了乳酰化是一种新型蛋白质翻译后修饰以来,该修饰在调控蛋白质稳定性、酶活性、蛋白相互作用等方面的功能受到广泛关注和探索。作为代谢物衍生的翻译后修饰,乳酰化将代谢信号与不同的生命过程联系起来;本研究进一步表明其可调控有丝分裂过程,强化了细胞代谢作为信号处理平台的基本认识。


北京大学生命科学学院孙久祚博士研究生为本文第一作者,北京大学生命科学学院、北大-清华开云手机网页登录页面张迪研究员为通讯作者。


原文链接:

https://www.nature.com/articles/s42255-026-01649-y


相关论文

1. Sun, J., Zhang, D. Lactylation: a metabolic sensor for faithful mitosis. Nat Metab (2026). https://doi.org/10.1038/s42255-026-01649-y

2. Zhu, R., Li, H., Nie, D. et al. Lactylation couples glycolysis with cell cycle progression in cancer cells. Nat Metab (2026). https://doi.org/10.1038/s42255-026-01650-5

3. Zhang, D., Tang, Z., Huang, H. et al. Metabolic regulation of gene expression by histone lactylation. Nature 574, 575–580 (2019). https://doi.org/10.1038/s41586-019-1678-1


张迪

北京大学生命科学学院研究员

北大-清华开云手机网页登录页面PI


邮箱:

zhangdi@pku.edu.cn


实验室主页:

http://di-zhang-lab.com


研究领域:

代谢适应与信号调控实验室


研究领域:

课题组致力于揭示细胞如何感知代谢状态的变化,并将其编码和传递为调控信号,从而塑造细胞功能与适应性。研究主要聚焦于三个层面:

  1. 代谢应激的感知与信号启动;

  2. 代谢信号网络的时空协调;

  3. 肿瘤进展中的代谢重编程与适应性可塑性。