近日，農(nóng)業(yè)微生物學(xué)全國重點實驗室、湖北洪山實驗室、華中農(nóng)業(yè)大學(xué)動物育種與健康養(yǎng)殖前沿科學(xué)中心晏向華教授團隊研究成果以“Lysine crotonylation regulates leucine-deprivation-induced autophagy by a 14-3-3ε-PPM1B axis”為題在Cell Reports發(fā)表，研究揭示了亮氨酸通過賴氨酸巴豆?；揎椡緩秸{(diào)節(jié)自噬起始過程的分子機制。

生豬精準(zhǔn)飼養(yǎng)的重要前提之一是盡可能多地解析營養(yǎng)物質(zhì)在體內(nèi)的消化、吸收和代謝過程中的生化代謝途徑及其營養(yǎng)生理功能。亮氨酸作為豬必需氨基酸之一，主要功能之一是作為底物參與蛋白質(zhì)合成，近年還發(fā)現(xiàn)其可作為信號分子參與營養(yǎng)物質(zhì)代謝過程。當(dāng)機體處于亮氨酸饑餓等營養(yǎng)物質(zhì)缺乏的應(yīng)激狀態(tài)時，自噬過程會被激活，自噬體包裹待降解的底物與溶酶體融合，內(nèi)容物在溶酶體水解酶的作用下被降解，降解產(chǎn)生的小分子營養(yǎng)物質(zhì)會重新被機體吸收利用，以滿足應(yīng)激條件下的營養(yǎng)需要，維持機體穩(wěn)態(tài)。亮氨酸饑餓誘導(dǎo)的自噬過程受到多種蛋白質(zhì)翻譯后修飾的嚴(yán)格調(diào)控，然而是否有新型翻譯后修飾形式參與其中尚不清楚。

研究人員首先鑒定到亮氨酸饑餓過程中賴氨酸巴豆?；揎楋@著上調(diào)，當(dāng)飼喂亮氨酸饑餓日糧一周后動物肝臟巴豆?；揎椝揭囡@著增加。巴豆酰化修飾激活劑NaCr處理提高巴豆?；揎椀耐瑫r，會激活細胞自噬過程的發(fā)生。因此，這一結(jié)果提示巴豆?；揎椩隗w外或體內(nèi)都與自噬水平呈現(xiàn)正相關(guān)的關(guān)系。

接下來，研究人員通過賴氨酸巴豆酰化修飾蛋白質(zhì)組學(xué)鑒定到了一系列受亮氨酸調(diào)控的巴豆?；揎椀鞍?。通過生物信息學(xué)數(shù)據(jù)及驗證試驗，進一步發(fā)現(xiàn)14-3-3ε 蛋白的K73和K78巴豆?；揎椏赡茉诹涟彼狃囸I誘導(dǎo)自噬過程中發(fā)揮重要作用。14-3-3ε蛋白巴豆?；笔蛔僈73R和K78R可顯著抑制細胞自噬過程的發(fā)生。通過14-3-3ε蛋白巴豆?；揎椃肿觿恿W(xué)模擬試驗，K73和K78巴豆?；揎椏娠@著增加蛋白質(zhì)分子構(gòu)象不穩(wěn)定性，使蛋白質(zhì)分子二級結(jié)構(gòu)處于一種無序的狀態(tài)。

最后，研究人員鑒定到PPM1B蛋白是14-3-3ε蛋白下游效應(yīng)分子，該蛋白與14-3-3ε蛋白的互作會在亮氨酸饑餓處理后消失，PPM1B與14-3-3ε的互作又受到HDAC7調(diào)節(jié)的巴豆?；揎椀恼{(diào)控，而PPM1B是自噬起始因子ULK1的磷酸酶。綜上，該研究揭示了亮氨酸缺失首先抑制HDAC7活性，上調(diào)14-3-3ε蛋白的巴豆?；揎椝?，促使PPM1B蛋白與其發(fā)生解離，釋放的PPM1B去磷酸化ULK1，進而激活自噬起始過程的發(fā)生的分子機制，為生豬精準(zhǔn)飼料配方設(shè)計提供理論基礎(chǔ)。