羥腐胺賴氨酸修飾hypusination知多少？

2026年1月21日，美國約翰霍普金斯大學(xué)Erika L. Pearce、Daniel J. Puleston團(tuán)隊(duì)，在國際期刊Nature發(fā)表了題為“The transition from monocyte to tissue-resident macrophage requires DHPS"的研究性論文。該研究表明，deoxyhypusine synthase（DHPS），一種介導(dǎo)依賴精胺的 eIF5A 翻譯因子hypusine 修飾的酶，對(duì)組織定居巨噬細(xì)胞（Tissue-resident macrophages：RTM） 的分化和維持是必需的。

多胺（Polyamines）是一類含有兩個(gè)或多個(gè)氨基的脂肪族含氮化合物，主要包括以下三種：?腐胺?（Putrescine, Put），?亞精胺?（Spermidine, Spd），?精胺?（Spermine, Spm）。其生物合成以鳥氨酸和精氨酸為前體，通過鳥氨酸脫羧酶與精氨酸脫羧酶催化生成腐胺，后續(xù)經(jīng)氨丙基轉(zhuǎn)移形成亞精胺和精胺。多胺通過正電荷氨基與核酸結(jié)合參與DNA/RNA穩(wěn)定及細(xì)胞調(diào)控。?

亞精胺（Spermidine），是顯微鏡之父的列文虎克于1678年在觀察精液（Sperm）樣本的過程中發(fā)現(xiàn)。200年后被德國科學(xué)家Ladanburg正式命名Spermidine。亞精胺（Spermidine）是真核翻譯起始因子5A (eIF5A)保守賴氨酸(K50)殘基羥丁賴氨酸修飾（hypusination）的關(guān)鍵前體。Hypusine于1971年First從牛腦提取物中分離出來。Hypusine是真核翻譯起始因子5A (eIF5A)賴氨酸殘基通過脫氧hypusine合酶(DHPS) 和脫氧hypusine羥化酶(DOHH) 的酶促反應(yīng)生成的。elF5A是目前已知的在保守賴氨酸殘基處進(jìn)行翻譯后修飾生成Hypusine的only蛋白。

多胺生物合成與eIF5a羥脯氨酸化途徑

?羥腐胺賴氨酸化?（Hypusination）是一種獨(dú)特且保守的翻譯后修飾，主要發(fā)生在真核生物翻譯起始因子5A（eIF5A）的一個(gè)特定賴氨酸殘基上。這一過程對(duì)于eIF5A的功能激活至關(guān)重要，并在多種細(xì)胞生理和病理過程中扮演關(guān)鍵角色。

羥腐胺賴氨酸化?（Hypusination）的生化過程

Hypusination是一個(gè)兩步酶促反應(yīng)：

首先：由?脫氧hypusine合成酶?（DHPS）催化，將多胺?亞精胺?（spermidine）的氨基丁基部分轉(zhuǎn)移至eIF5A前體蛋白的賴氨酸殘基（Lys50）上，形成中間體。

然后：由?脫氧hypusine羥化酶?（DOHH）催化，對(duì)中間體進(jìn)行羥化，最終形成成熟的?hypusine?（Nε-[4-氨基-2-羥基丁基]-賴氨酸）修飾。?

羥腐胺賴氨酸化?（Hypusination）的生物學(xué)功能與意義

Hypusination修飾的eIF5A（hypusinated eIF5A）并非直接參與翻譯起始，而是作為?核糖體啟動(dòng)器，特別有助于解決mRNA翻譯過程中因多聚脯氨酸序列（PPT）等結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的?核糖體停滯?，從而促進(jìn)特定蛋白質(zhì)的高效合成。?