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L-谷氨酰胺是一种“条件型必需氨基酸”，处于活跃增殖状态的细胞如激活的T淋巴细胞需要从外界环境摄取大量的L-谷氨酰胺。但关于L-谷氨酰胺在T淋巴细胞激活过程中最终的用途以及调节T淋巴细胞激活过程机制的研究还不甚清楚。首先我们在正常生理条件下发现并鉴定了内源性的组蛋白赖氨酸氨甲酰化，证明了这种新型的组蛋白翻译后修饰受到L-谷氨酰胺及下游的氮代谢水平的动态调控。质谱检测结果显示氨甲酰化特异性地发生于组蛋白H3K23位点，免疫荧光以及核小体免疫沉淀等实验证明了组蛋白H3K23位点氨甲酰化修饰位于常染色质区段，是可能参与基因转录激活调控的表观遗传学标志物。进一步的多肽亲和富集实验我们发现H3K23位点的氨甲酰化通过抑制INHAT复合物组分ANP32与组蛋白H3的结合而起到基因转录激活作用。随后我们发现在T淋巴细胞激活过程中，L-谷氨酰胺的大量摄入造成其下游的细胞氮代谢水平也随之提高，而组蛋白H3K23位点氨甲酰化也相应上升。随后的L-谷氨酰胺饥饿处理以及回补实验都证明了相比于已知的两条L-谷氨酰胺代谢途径:进入三羧酸循环和参与含嘌呤与嘧啶从头合成，L-谷氨酰胺依赖的组蛋白H3K23位点氨甲酰化修饰对于T淋巴细胞激活过程更为重要，组蛋白H3K23位点氨甲酰化修饰是处于激活状态的T淋巴细胞的新型标志物。针对H3K23位点氨甲酰化修饰的ChIP-seq实验结果表明，在T淋巴细胞激活过程中，氮代谢相关的H3K23位点氨甲酰化修饰与碳代谢相关的H3K23位点乙酰化修饰在激活基因区段间呈互补分布的模式，H3K23位点氨甲酰化主要分布于包括外显子和内含子在内的基因躯干区域，而H3K23位点乙酰化主要集中于基因启动子区域。组蛋白H3K23位点氨甲酰化修饰通过激活细胞氮代谢相关信号通路来发挥正反馈的促进作用。为了进一步研究赖氨酸氨甲酰化修饰的动态调控，我们试图鉴定新的赖氨酸去氨甲酰化酶。我们设计并建立了一个体外去氨甲酰化酶偶联的荧光素报告反应。利用这个体外去氨甲酰化酶活性检测系统，我们发现去氨甲酰化酶活性主要存在于胞浆蛋白中，在小鼠各组织器官中，以肝脏，肾脏和小肠三个体内氮代谢最为活跃的器官中的去氨甲酰化酶活性最强。随后我们通过体外追踪酶活性，利用串联层析分离技术获得了去氨甲酰化酶活性的蛋白组分，经质谱鉴定发现了新的去氨甲酰化酶KDC2。一系列体内与体外实验都验证了KDC2具有赖氨酸去氨甲酰化酶活性。 总之，我们研究了谷氨酰胺依赖的组蛋白H3K23位点氨甲酰化在调节T淋巴细胞氮代谢水平和促进T细胞激活增殖中的调控作用，定义了组蛋白赖氨酸氨甲酰化修饰是L-谷氨酰胺在T淋巴细胞激活过程中的新用途，第一次在表观遗传调控的层面揭示了细胞氮代谢与碳代谢互补合作的关系。