維生素B12是人體必需的營養(yǎng)素，參與多種代謝過程，包括甲硫氨酸合成和甲基丙二酰-CoA變位酶（MCM）的催化反應(yīng)。已知CLYBL（檸檬酸裂解酶β樣蛋白）缺失會(huì)導(dǎo)致循環(huán)中維生素B12水平下降，但具體機(jī)制尚不清楚。CLYBL最初被認(rèn)為主要參與衣康酸的分解，而CLYBL是一種全身表達(dá)的線粒體酶，這表明CLYBL可能還有其他功能。
本文作者推測CLYBL可能通過代謝物修復(fù)機(jī)制，清除某些酰基-CoA，防止其積累對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生毒性。這些代謝物的積累會(huì)干擾維生素B12依賴的酶（MCM）功能，從而導(dǎo)致維生素B12的減少。
首先，作者通過比較CLYBL與細(xì)菌中同源酶CitE的功能，推測CLYBL可能作用于蘋果酰-CoA。蘋果酰-CoA在細(xì)菌中參與CO2固定和乙基丙二酰-CoA途徑，但在哺乳動(dòng)物中未被明確報(bào)道。
他們通過體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，哺乳動(dòng)物中的α-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合物（KGDH）和琥珀酰-CoA連接酶（SUCL）可能通過副反應(yīng)生成蘋果酰-CoA。推測蘋果酰-CoA可能是一種非經(jīng)典的代謝副產(chǎn)物，需要CLYBL通過代謝物修復(fù)機(jī)制將其清除。使用重組人源CLYBL蛋白進(jìn)行酶活性測定，發(fā)現(xiàn)CLYBL具有蘋果酰-CoA硫酯酶活性，能夠?qū)⑻O果酰-CoA水解為蘋果酸和CoA。在敲除了CLYBL的3T3-L1脂肪細(xì)胞中，蘋果酰-CoA和檸蘋酰-CoA顯著積累，證實(shí)了CLYBL在細(xì)胞內(nèi)的代謝修復(fù)功能。同時(shí)，通過LC-HRMS/MS技術(shù)，檢測到CLYBL敲除細(xì)胞中蘋果酰-CoA的積累，進(jìn)一步支持了CLYBL的代謝修復(fù)作用。
?作者進(jìn)一步通過體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，蘋果酰-CoA能夠抑制MCM的活性，導(dǎo)致腺苷鈷胺素（adenosylcobalamin）水平下降。蘋果酰-CoA通過與MCM結(jié)合的輔酶B12反應(yīng)，形成穩(wěn)定的cob(II)alamin中間體，阻止輔酶的修復(fù)，導(dǎo)致MCM失活。
這項(xiàng)研究揭示了CLYBL的新功能是修復(fù)蘋果酰-CoA，防止其對(duì)MCM的抑制，從而維持維生素B12的正常代謝。
本文作者：XDY
責(zé)任編輯：TZS
DOI：10.1038/s41589-025-01857-9
原文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41589-025-01857-9
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