近几十年来中国社会经济的快速发展和生活水平的提高丰富了人民的食物供给,再加上城市化的生活方式和老龄化的加LY2835219剧,导致了我国肥胖和糖尿病人口的大幅上升,并且带来了严重公共健康问题和巨大社会负担。虽然近年来对肥胖与糖尿病的研究取得了良好的进展,但因其复杂性,目前对它们的发病机制的认知还不够深入和准确。随着质谱技术的发展,越来越多的蛋白质翻译后修饰类型(post-translational modification,PTMs)如脂酰化修饰(acylation)被鉴定报道。目前的研究表明脂酰化修饰的辅酶供体均来源于糖脂和氨基酸代谢的中间产物,因此,代谢失调可能导致脂酰化修饰变化并可能与脂酰化修饰水平的变化密切相关。2型糖尿病作为一种典型的代谢性疾病,其主要特征为糖脂代谢的失调,但2型糖尿病的发生发展会导致脂酰化修饰如何变化及脂酰化修饰异常是否与2型糖尿病发生发展相关目前还缺乏系统研究。本论文围绕2型糖尿病是否存在脂酰化修饰异常及脂酰化修饰在2型糖尿病发生发展中的作用开展了一系此网站列研究。首先,我们通过对2型糖尿病病人外周血单核细胞样本以及2型糖尿病模型小鼠肝脏样本进行了多种脂酰化修饰检测,发现非组蛋白赖氨酸丙酰化修饰水平显著增高,其它脂酰化修饰无明显变化,组蛋白丙酰化修饰也无明显变化。为了探究丙酰化修饰增高是否与糖异生相关,我们用丙酸钠(Napr)处理来提升小鼠丙酰化修饰水平,发现丙酸钠处理能够增高小鼠非组蛋白丙酰化修饰水平并导致小鼠饥饿血糖水平的上升和糖异生能力增强。在细胞水平上,我们发现糖异生关键酶PCK1可发生赖氨酸丙酰化修饰,并且发现在2型糖尿病模型小鼠中PCK1丙酰化修饰水平上升。进一步体外实验证明PCK1丙酰化修饰可显著增强其糖异生酶活性。同时,我们通过体内体外实验发现GCN5以酶活依赖的方式催化PCK1的丙酰化修饰,并且GCN5能够在体外以酶活依赖的方式提高PCK1糖异生酶活性。为了探究GCN5是否在小鼠中通过其丙酰化修饰PCK1活性增强小鼠糖异生能力,我们对糖尿病小鼠使用GCN5酶活抑制剂(MB-3)处理,结果显示注射MB-3组肝脏组织的非组蛋白丙酰化修饰明显下降,而组蛋白丙酰化基本没有变化。重要的是,MB-3注射导致小鼠血糖的明显下降。我们也通过构建过表达GCN5腺病毒的小鼠以及GCN5丙酰化酶活受损的基因型小鼠,发现GCN5酶活与小鼠饥饿血糖以及糖异生能力密切相关。由于支链氨基酸(BCAA)分解代谢是产生丙酰辅酶A(propionylCo A)重要途径,并且BCAA水平增高是肥胖和糖尿病病人的重要特征,我们也研究了BCAA与糖尿病小鼠丙酰化异常的关系。我们发现高BCAA饲喂可以上调小鼠非组蛋白丙酰化修饰,促进糖尿病小鼠表型。重要的是,我们发现GCN5酶活受损的小鼠对支链氨基酸协同高脂饲喂诱导的糖尿病表型的发生发展具有抗性,其非组蛋白的丙酰化修饰也无明显上调,表明GCN5在介导PCK1的丙酰化修饰及糖异生的异常方面发挥重要作用,是糖尿病治疗的一个潜在靶点。综上,本项研究从丙酰化修饰的全新视野,探究了糖尿病发生发展的新型分子机制,发现GCN5介导的PCK1丙酰化修饰促进其糖异生能力,以及BCAA通过丙酰化修饰促进糖尿病发生发展,为肥胖和糖尿病防治提供了一个新的靶Short-term bioassays点和理论依据。