近年来，合理饮食已逐渐作为一种经济、安全、高效的防癌、防过敏策略被广泛接受。色氨酸作为蛋白质的组成成分，广泛存在于各种食物中。而且，色氨酸的代谢产物参与机体生长发育、昼夜节律、新陈代谢、免疫反应等多种生命活动。因此，色氨酸代谢备受关注。IL4I1（IL4I1是人的基因，Il4i1是小鼠的基因）编码一种能够催化L-氨基酸的酶，对芳香族氨基酸，即苯丙氨酸、色氨酸和酪氨酸有较高的催化活性。在人体中，IL4I1主要在免疫细胞中表达，具有重要的免疫调节作用。但是，尚未有文献报道IL4I1对色氨酸的催化作用及该反应在机体中所发挥的作用。为了探究IL4I1催化色氨酸的产物及其功能，从分子层面理解食品组成成分与免疫调控之间的关系，本研究利用LC-MS/MS对IL4I1催化色氨酸的产物进行检测，并利用Il4i1敲除小鼠探索该代谢通路在机体内的功能，主要结果如下: 1.鉴定IL4I1的酶活性 将人和小鼠IL4I1基因连接至Plenti载体上，利用慢病毒载体感染293T细胞，筛选获得了稳定表达IL4I1基因的293T细胞系。生化实验表明，过表达的IL4I1蛋白能够催化色氨酸代谢，是完整的功能蛋白。从293F细胞培养上清液中分离纯化了小鼠Il4i1蛋白，利用该蛋白进一步优化了酶促反应条件，确定IL4I1在中性pH条件下有最高的催化活性。 2.确定了IL4I1催化色氨酸生成吲哚乙酸和吲哚甲醛，发现了内源吲哚丙酮酸代谢通路 利用LC-MS/MS对纯化的mIl4i1催化色氨酸的代谢产物进行检测，并与标准品比对，确定代谢反应能产生吲哚乙酸和吲哚甲醛。结合IL4I1代谢氨基酸产生丙酮酸的性质，推测IL4I1代谢色氨酸的反应过程可能为色氨酸→吲哚丙酮酸→吲哚乙醛→吲哚乙酸→吲哚甲醛。该过程与肠道菌群代谢色氨酸的吲哚丙酮酸通路一致，因此，IL4I1介导了宿主细胞内的吲哚丙酮酸代谢通路。 3.IL4I1的体内表达和功能 利用单细胞测序技术和RT-PCR检测，确认小鼠Il4i1在迁移性树突状细胞中高表达，并且IL4I1代谢色氨酸的产物吲哚丙酮酸、吲哚乙酸和吲哚甲醛均能激活AHR信号通路。我们构建了Il4i1基因敲除小鼠。与野生型相比，Il4i1敲除小鼠体内黑色素瘤的生长明显变慢。上述结果均表明，IL4I1介导的色氨酸代谢在肿瘤免疫中具有重要作用，该作用可能是通过色氨酸代谢物激活AHR信号通路，调节树突状细胞的迁移与功能实现的。
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