
蛋白质的翻译后修饰参与调节信号通路和生命活动。其中,基于半胱氨酸上的可逆修饰如谷胱甘肽修饰、亚硝基化修饰、次磺酸修饰等有助于维持细胞氧化还原状态。在血管内皮细胞中,半胱氨酸代谢产生的硫化氢相关化合物(H2Sn )通过半胱氨酸硫化靶蛋白发挥其生物学作用。2021年,德国心血管研究中心Ingrid Fleming团队在 Circulation 上在线发表了题为“Mapping the endothelial cell S-sulfhydrome highlights the crucial role of Integrin sulfhydration in vascular function”,首次描绘了介导血流反应的内皮细胞的 S-巯基化组学 。通过比较健康与疾病组的变化,作者发现血管疾病与内皮细胞蛋白S-巯基化的显著变化有关。口服硫化氢相关的磺胺硫化合物供体可以作为一种治疗方法改善人类血管反应性,突出了干扰这一途径治疗血管疾病的潜力。得益于标记技术的改进,质谱技术可有效鉴定更多的S-巯基化蛋白。
一、基本论述結果
01.内皮血细胞的S-巯基化淡化
论文比效了几组搭配试样,绘制了八个信息统计表格展现集。信息统计表格展现集1涉及到从无斑块的肠系膜动脉动脉中分发型离的天然植物的人内皮生殖细胞膜核系和含斑块的颈动脉动脉离心分离的天然植物的人内皮生殖细胞膜核系,目的在于断定动脉慢性病中随着半胱氨酸基础代谢影响而变S-巯基化的靶标;信息统计表格展现集2涉及到静置或气流切面弯曲能力下培植的人内皮生殖细胞膜核系,力争断定内源诞生的H2Sn 的目标值;信息统计表格展现集3将内皮生殖细胞膜核系放置在切面弯曲能力下,以影响 半胱硫氨酸γ裂解酶(CSE)把你想表达出来,用石油醚或缓控 H 2 S n 供体SG1002净化处理,目的在于辨识可被外源减少H2Sn突显的半胱氨酸残基。在拥有3个信息统计表格展现密集,通用184个通常蛋清被CSE延伸的 H 2 S n 或外源拜谱生物的 H 2 S n 减少供体突显,总体性不一样回文序列展现,带负自由电荷的谷氨酸和天冬氨酸与S-巯基半胱氨酸很相似,特点是在−1、−2、−3和+1的位置(图1)。
图1. 内皮内部S -巯基化体现组 (图源:Bibli et al., Circulation, 2021)
02.组合素是被高S-巯基化的蛋白质
对很多3总数据集的巯基化淀粉酶酶对其进行包含深入探讨,确立了二个具体的 H 2 S n靶向药物淀粉酶酶簇(即整和资源素介导的无线表现除极和糖酵解)。dna集包含及格率图也认定了整和资源素神经肿瘤肿瘤细胞核表面能相互之间用的淀粉酶酶,及格率高达的是整和资源素。进一歩深入探讨发现,整和资源素α2、α5、α6、α 1、αV、β1和β3的S-巯基化水平方向较高,在整和资源素β1和β3中查重到几个巯基化半胱氨酸残基(图1E)。荧光显微效果验证在空态标准下塑造的内皮神经肿瘤肿瘤细胞核或无斑块内皮神经肿瘤肿瘤细胞核处产生双一流方向的S-巯基化,而在截取视频热应力下的神经肿瘤肿瘤细胞核或包含斑块印刷品中近乎已经失掉无线表现(图2)。
图2 内皮β3整和素S-巯基化的信息可视化钻研(图源:Bibli et al., Circulation, 2021)
03.β3合并素的S-巯基化选择了分子式内二硫键、合并素的延长和实用功能
β3资源优化配置素内的S-巯基半胱氨酸残基导航定位于血细胞外“比较丰富半胱氨酸”或I-EGF(资源优化配置素-表面层成长要素)样设备构造域3和4(Cys529、532、534、593、601),及调节器配体责任心的杂交育种设备构造域(Cys39、42、49、52),这2个设备构造域都涵盖决定了β3资源优化配置素的信号心脏传导系统的二硫键。质谱报告单反映,H2Sn 留存下,Cys39、42、49、52及593进行含有, 而 Cys64、 75、527、 529、532、534、657、661及601上涨,反映在 H 2 S n 会使β3资源优化配置素的构象和的功能再次发生变迁(图3)。
图3 S-巯基化对β3资源共享素碱化的影响力 (图源:Bibli et al., Circulation, 2021)
04.S-巯基化β3优化组合素依据RhoA依赖感长效机制保护内皮血细胞的机械设备制造转导力
β3数据资源结合实际素构象的变更会的不良影响内皮細胞膜对出血推动力学模型性的刺激的现象,如内皮細胞膜在出血走向上的重复的分布。更加骤调查挖掘了S-巯基化对β3数据资源结合实际素-Gα13-RhoA轴的的不良影响,因此β3数据资源结合实际素与Gα13的结合实际与RhoA的缓和相关的,而RhoA的缓和相对设备调节器和卡死游动的細胞膜合拼是必难以少的(图4)。
图4 CSE缺少和塑炼氢相应的的磺胺塑炼合物摄入体制皮神经元RhoA (ras同源家簇班子A)缴活和自动化机械调节器的影晌
05.β3结合素S-巯基化控制血流量帮助的血官舒张和血压偏高
机戒装备传器和机戒装备转导的问题造成 动静脉壁舒张损害。敲除CSE的内皮癌细胞膜表演出血点流诱发的动静脉壁扩涨困难,这与β1或β3聚合素恰恰能阻隔因素类同,经过给药SG1002有效恢复如初小鼠肠系膜动脉动脉动静脉动静脉壁敏感脆弱性。接过来来,编辑监测网了 H 2 S n发出无机化合物MSM对12名内皮基本功能困难爱美者出血量诱发的动静脉壁扩涨的应响。在接纳MSM的受试者中,出血量诱发的扩涨凸显新增,MSM衍生品的 H 2 S n靶点β3聚合素的作用经过监测网其在无限循环癌细胞膜中的S-巯基化实现断定(图5)。
图5 继续补充硫化橡胶氢对女性身体血供介导的静脉舒张的影晌
二、工作小结
综上所述,作者通过对3对具有明显特征的CSE表达和 H 2 S n产生改变的人内皮细胞样本,采用S-巯基化呈现蛋白质组学方法共检测1591个差异表达的巯基化蛋白和3446个S-巯基化位点,结果强调了S-巯基化翻译后修饰对血管功能调节的重要性,并详细报道了与动脉粥样硬化相关的S-巯基化变化的程度。
三、拜谱工作小结
在这项研究中,作者通过S-巯基化淡化组学,确定了血管疾病的新型修饰位点,并提出口服 H 2 S n缓释剂对动脉粥样硬化患者的改善作用,具有一定的临床转化能力。拜谱生物全面升级了半胱氨酸修饰蛋白质组学产品,现可提供棕榈酰化、亚硝基化、谷胱甘肽化、次磺酸化、硫巯基化、Total 氧化还原、游离巯基蛋白质组学拜谱生物,欢迎大家咨询!
关联性学术论文: Bibli SI, Hu J, Looso M, et al. Mapping the Endothelial Cell S-Sulfhydrome Highlights the Crucial Role of Integrin Sulfhydration in Vascular Function. Circulation. 2021;143(9):935-948. doi:10.1161/CIRCULATIONAHA.120.051877