
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、具体实验后果
01.内皮细胞系的S-巯基化体现
文章较好了二组匹配土样,添加了三大资料源集。资料源集1例如从无斑块的肠系膜冠状大动脉中离的大自然人内皮组织神经细胞系核和含斑块的颈冠状大动脉分离补救的大自然人内皮组织神经细胞系核,宗主要是敲定血官皮肤疾病中犹豫半胱氨酸基础代谢减低而改善S-巯基化的靶标;资料源集2例如静置或粘性流体截取视频压力应变下陪养的人内皮组织神经细胞系核,一般敲定内源形成的H2Sn 的关键;资料源集3将内皮组织神经细胞系核居于截取视频压力应变下为减低 半胱硫氨酸γ裂解酶(CSE)表达方式,用高沸点溶剂或控释 H 2 S n 供体SG1002补救,宗主要是正常识别可被外源给予H2Sn绘制的半胱氨酸残基。在所有3个资料源分布,共出18七个常見蛋白质被CSE随之出现的 H 2 S n 或外源APP的 H 2 S n 挥发供体绘制,总体目标不对编码序列表示,带负自由电荷的谷氨酸和天冬氨酸与S-巯基半胱氨酸异常类似,比较是在−1、−2、−3和+1位子(图1)。
图1. 内皮细胞系S -巯基化掩盖组 (图源:Bibli et al., Circulation, 2021)
02.融合素是被程度S-巯基化的血清
对各个3最大数据集的巯基化核核蛋白质进行包含阐述,确立了6个首要的 H 2 S n靶向药物核核蛋白质簇(即兼容合并素介导的的4g信号传导电流和糖酵解)。人类基因集包含总打分图也验测了兼容合并素細胞界面互为的功效的核核蛋白质,总打分至高的是兼容合并素。进1步阐述挖掘,兼容合并素α2、α5、α6、α 1、αV、β1和β3的S-巯基化能力较高,在兼容合并素β1和β3中验测到多条巯基化半胱氨酸残基(图1E)。荧光显微后果声明在冗余级别下培育的内皮細胞并且 无斑块内皮細胞处存在的高级别的S-巯基化,而在剪截能力下的細胞并且 包含斑块原辅料中可以说基本失却的4g信号(图2)。
图2 内皮β3推进素S-巯基化的可视化效果探讨(图源:Bibli et al., Circulation, 2021)
03.β3优化组合素的S-巯基化来决定了分子结构内二硫键、优化组合素的伸延和职能
β3资源优化素内的S-巯基半胱氨酸残基标记于神经细胞外“丰富半胱氨酸”或I-EGF(资源优化素-外皮发芽细胞)样的结构类型设计域3和4(Cys529、532、534、593、601),及调试配体人格魅力的杂交种的结构类型设计域(Cys39、42、49、52),这几个的结构类型设计域都收录决策β3资源优化素信息抗扰的二硫键。质谱数据证明,H2Sn 长期存在下,Cys39、42、49、52及593进而丰度, 而 Cys64、 75、527、 529、532、534、657、661及601降低,证明在 H 2 S n 概率使β3资源优化素的构象和功能表再次发生的变化(图3)。
图3 S-巯基化对β3资源共享素产甲烷的干扰 (图源:Bibli et al., Circulation, 2021)
04.S-巯基化β3整合资源素根据RhoA依赖感长效机制长期保持内皮細胞的自动化设备转导力
β3资源优化配置素构象的转变会应响内皮组织对血流量量能量学的刺激的反响,如内皮组织在血流量量方面上的坏点重新排序。进一个步骤实验感觉了S-巯基化对β3资源优化配置素-Gα13-RhoA轴的应响,是由于β3资源优化配置素与Gα13的结合起来与RhoA的促使有观,而RhoA的促使相对 自动化感测器和卡死出入的组织整顿是必不少的(图4)。
图4 CSE异常和混炼氢相应的的磺胺混炼合物继续补充对外皮组织RhoA (ras同源家族网的人A)缴活和机械设备制造感测器的干扰
05.β3合并素S-巯基化的调节血液诱导型的动脉血管舒张和血压正常
机器制造自感应和机器制造转导的通病会导致血栓舒张毁坏。敲除CSE的内皮細胞的表现大量出血液引发的血栓扩展困难物,这与β1或β3推进素中医反应类似于,利用给药SG1002会有效找回小鼠肠系膜血液血栓铭理想化。收起来,作家评诂了 H 2 S n脱离有机物MSM对12名内皮工作困难物人血液引发的血栓扩展的会影响。在接纳MSM的受试者中,血液引发的扩展显然加强,MSM繁衍的 H 2 S n靶向疗法β3推进素的性能利用监测网其在循环往复細胞中的S-巯基化得到了验证(图5)。
图5 增加加硫氢对人体细胞血液引发的毛细血管舒张的的影响
二、个人总结
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-巯基化遮盖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、拜谱个人心得体会
在这项研究中,作者通过S-巯基化装饰组学,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!
规范文献综述: 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