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Cell Metab热点研究 | 在抗衰老热潮中,硫巯基化修饰为何脱颖而出?

发布时间:2025-02-07

序言

皮肤新陈代谢率是个复杂的且多层次的菌物学流程,它除了标制着时段的时光流逝,更伴近些年以来菌弹簧测力计不同内分泌系统方面基本功效的会日趋衰竭还有种类肠道疾病安全风险的有效提升。从生殖体细胞维度的分解缓解、DNA拉伤增长,到的器官软件的基本功效絮乱,皮肤新陈代谢率的影向实现生活的不同的步骤。近些年以来,近些年以来大分子菌物学和球血清质质含量组学的很快的发展,半胱氨酸装饰球血清质组学会日趋走近了钻研者的视域。硫基化装饰当做但其中的这种根本的球血清质质含量后装饰,会日趋接受钻研者的的关注。它在生殖体细胞预警传导电流、分解调空还有抗氧化物物防止等要素内分泌系统方面流程中办演着必离不开的较色。

2025年1月21日德国莱布尼茨研究所Milos R Filipovic的教授团队在Cell Metab报刊内容(IF:27.7)上发表了题为“Ergothioneine improves healthspan of aged animals by enhancing cGPDH activity through CSE-dependent persulfidation”的研究文章,该研究发现利用硫巯基化突显组学发现食用硫醇类物质麦角硫因(ET)可以通过CSE催化的H2S产生和蛋白质过硫化作用发挥作用,从而显著增强线虫和老鼠的寿命。ET处理不仅增加了线虫和老鼠的NAD+水平,导致线粒体呼吸、ATP产生和细胞生长增强,从而改善了老龄老鼠的肌肉质量、血管化、肌肉细胞干细胞和跑步机耐力。这些发现阐明了ET的多方面作用,并为治疗与年龄相关的肌肉减少和代谢紊乱提供了见解。

图1 机制图

(图源:Petrovic, et al., Cell Metab, 2025)

深入研究ET对哀老绿色健康的使用期限的影向

首先,研究人员在秀丽隐杆线虫模型中测试了ET对寿命和健康寿命的影响。他们观察到ET处理显著延长了线虫的寿命,并提高了其运动能力,增强了抗应激能力,并降低了与年龄相关的生物标志物的水平。为了阐明ET的作用机制,研究人员对线虫的硫巯基化体现膳食纤维质组和转录组进行了分析。他们发现,ET处理导致超过300种蛋白质的蛋白质硫巯基化(PSSH)水平显著增加,但这些变化并没有导致基因表达的变化,提示ET的作用可能是通过翻译后修饰来实现的。

图2 ET延长至俊秀隐杆线虫的使用寿命和良好现况

(图源:Petrovic, et al., Cell Metab, 2025)

表明ET能力的团伙策略

研究人员通过组学分析观察到,ET处理导致线虫体内多种蛋白质的硫巯基化水平显著升高。这些发生硫巯基化的蛋白质主要定位在细胞质囊泡和线粒体ATP合酶复合物中,并且与抗氧化活性以及铜、NAD+和FAD的结合活性相关。进一步的热球氨基酸组学分析(TPP)识别CSE作为ET结合靶点的可能性,并进行体外实验验证 ET 与CSE的相互作用。使用分子对接软件预测ET与CSE的结合位点,并分析其相互作用模式。ET处理导致线虫和MEF(小鼠胚胎成纤维)细胞中H2S水平的升高,证实了ET作为CSE的替代底物。研究还揭示了ET的反应机制,CSE将ET去硫基化,生成Hercynine,然后进一步转化为过硫化物,并最终产生H2S。CSE在线虫和MEF细胞中的存在是ET产生H2S的关键。

图3 ET是CSE生成H2S的底物

(图源:Petrovic, et al., Cell Metab, 2025)

断定ET效应的根据性

钻研人工采用多种拜谱生物实验报告证明了ET的角色。前提是,在CSE敲除的线虫中,施用Kaplan-Meier环境探讨和Mantel-Cox长秩质量检验风险评估ET对线虫生存期的直接影响,发觉ET加工办理没了不断增强生存期或有所调节营养保健生存期,这证明了ET的角色依靠性于CSE。近似地,MPST(3-巯基甲苯酸硫更换酶)敲除的线虫也没能从ET中赢得营养保健生存期的益处,这反映MPST表达出不必ET角色所也要。与此同时,在CSE敲除的MEF細胞中,施用MTT法和线粒体口气息功能性探讨确定好ET加工办理没了有所调节抗腐蚀灵活性或細胞种植,这进一部证明了ET的角色依靠性于CSE。細胞充满活力和分解探讨现示,ET加工办理造成的MEF細胞和HUVEC(人脐动脉内皮)細胞的线粒体口气息明显增强、ATP制造增强和細胞种植减缓。以至于,这种边际因素在CSE敲除細胞中蒸发,这证明了ET的角色依靠性于H2S数据信息传导电流和細胞分解。这种发觉实际上体现了了ET角色的原子机制化,同时还表示了CSE在ET介导的动物边际因素中的核心角色。

图4 ET诊疗对时间和键康的益处依赖于于CSE

(图源:Petrovic, et al., Cell Metab, 2025)

与探讨ET对NAD+技术水平的影响力

论述方案职工在探究性ET对NAD+程度的危害的方面发掘,ET净化操作不错增强了线虫、MEF肿瘤人体細胞和胸肌聚集中的NAD+程度。这些发掘提示卡ET也许 性在转换肿瘤人体細胞能量消耗分解和衰老的的原因阶段中发挥出来重点用处。借助硫巯基化解析,论述方案职工进三步发掘ET净化操作引发cGPDH的硫巯基化程度不错提升。cGPDH是NAD+转换路径中的要点酶,它在将匍萄糖-6-磷酸还原成为6-磷酸匍萄糖酸的阶段中引发NADPH,随之危害NAD+/NADH的稳定性。cGPDH敲除的线虫尚未从ET中取得NAD+程度的益处,这意味着cGPDH是ET用处的要点酶。还有,论述方案职工还发掘ET净化操作引发胸肌聚集中cGPDH催化活力不错提升,并确认了cGPDH硫巯基化是引发催化活力提升的的原因。这些发掘蕴含了ET借助转换cGPDH的硫巯基化程序来危害其催化活力的新机制,为了也许 性危害NAD+的转换和肿瘤人体細胞分解。

图5 ET能够造成3-磷酸甘油脱氢酶的硫巯基化来扩大NAD总体水平并减少手臂肌肉健康保健

(图源:Petrovic, et al., Cell Metab, 2025)

工作小结

总而言之上述一系列的,本探究方案看见ET经过CSE-H2S-cGPDH-SSH-NAD+网络信号通道变长NAD+层次,因此缓解腹肌效果、血管壁化、腹肌受损神经元干受损神经元规模和耐力,变长良好生命周期。一种看见为认为ET在老化历程中的角色供给了新的视域,并成开拓采取老化关于疾患的新方法方式供给了不确定性的应该性。ET的角色系统和不确定性的方法app为素的探究方案供给了丰富多样的深入论述办公空间。经过进一个步骤的探究方案,我国应该会看见ET在缓解全人类良好和变长良好生命周期部分的太多不确定性益处。

拜谱工作小结

拜谱生物作为一家国内领先的多组学服务公司,可提供成熟完善的蛋白质组学、修饰蛋白质组学、代谢组学、转录组学等多组学产品技术服务体系。拜谱生物在氧化还原修饰蛋白质组学领域深耕多年,暨首间退出、境内独一无二成熟稳定商业圈化的棕榈酰化遮盖蛋白酶组学后,成功推出了亚硝基化、谷胱甘肽化、硫巯基化、次磺过酸、total氧化物还原成、徘徊巯基等体现新产品,构建了设备最齐全面、技木体系建设最旺盛期的半胱氨酸氧化反应替换全系列绘制组学设备,积累了丰富的项目经验,实现了在不同物种、不同模型、不同组织中的高效检出,并助力发表了一系列高水平文章,包括Nature、Molecular Cancer等。此外,拜谱生物新开发的Cys-Tag标记方法,现已实现半胱氨酸氧化还原修饰的全局检测,一次检测可对多种修饰同时表征。欢迎咨询!

学习文章:

Petrovic D, Slade L, Paikopoulos Y, D'Andrea D, Savic N, Stancic A, Miljkovic JL, Vignane T, Drekolia MK, Mladenovic D, Sutulovic N, Refeyton A, Kolakovic M, Jovanovic VM, Zivanovic J, Miler M, Vellecco V, Brancaleone V, Bucci M, Casey AM, Yu C, Kasarla SS, Smith KW, Kalfe-Yildiz A, Stenzel M, Miranda-Vizuete A, Hergenröder R, Phapale P, Stanojlovic O, Ivanovic-Burmazovic I, Vlaski-Lafarge M, Bibli SI, Murphy MP, Otasevic V, Filipovic MR. Ergothioneine improves healthspan of aged animals by enhancing cGPDH activity through CSE-dependent persulfidation. Cell Metab. 2025 Jan 15:S1550-4131(24)00490-X. doi: 10.1016/j.cmet.2024.12.008
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