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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

导言

变老有的是个更复杂且多层级的生态学技术工程学步骤,它除了标志的意思着时长的飞逝,更伴如今时间推移生态学技术工程体好几种身理学功用的渐渐退化并且还有传染性疾病安全风险的偏态上升的。从癌细胞膜要素的分解分泌降底、DNA拉伤积攒,到各器官平台的功用功能紊乱,变老的作用围绕健康的每一个价段。近些近十年来,如今时间推移原子核生态学技术工程学和球氨基酸组学的飞快快速发展,半胱氨酸装饰语球蛋清组学渐渐走入到了实验者的身理盲点。硫基化装饰语作为一个在这当中的其中一种的关键的球氨基酸后装饰语,渐渐受到了实验者的加关注。它在癌细胞膜移动信号传递、分解分泌调节并且抗钝化阻碍等的关键身理学步骤中化身着不能或缺的阵营。

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杂志网站(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修饰语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 基本模式图

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

生命的进化ET对肌肤衰老食草动物健康保健质保期的引响

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球蛋白质含量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可提升钟灵毓秀隐杆线虫的质保期和正常请况

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

阐释ET效用的氧分子策略

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。进一步的热血清质组学分析(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产生了H2S的底物

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

声明ET效果的依赖关系性

研发员经过多方面的实验英文印证了ET的角色。1,在CSE敲除的线虫中,便用Kaplan-Meier环境具体了解和Mantel-Cox长秩抽样检查测试ET对线虫保修期的关系,挖掘ET操作未拉长保修期或促进的健康保健保修期,这印证了ET的角色根据症于CSE。看起来像地,MPST(3-巯基异丙醇酸硫移动酶)敲除的线虫也时未从ET中刷出的健康保健保修期的益处,这表示MPST把你想表达出来因此ET角色所有必要。前者,在CSE敲除的MEF内部中,便用MTT法和线粒体呼气技能具体了解确定好ET操作未促进抗阳极氧化抗逆性或内部种子发芽,这再次一个脚印印证了ET的角色根据症于CSE。内部风采和基础分解具体了解体现 ,ET操作造成的MEF内部和HUVEC(人脐冠状动脉内皮)内部的线粒体呼气提高、ATP行成增长和内部种子发芽推动。但是,这种定律在CSE敲除内部中没了,这印证了ET的角色根据症于H2S4g信号进行和内部基础分解。这种挖掘不单体现了ET角色的碳原子制度,而是重视了CSE在ET介导的生物工程定律中的核心角色。

图4 ET治愈对耐用度和安全的益处考量于CSE

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

研究性ET对NAD+质量的不良影响

的探究职工在探究性学习ET对NAD+情况的引起方向遇到,ET补救可观不断提高了线虫、MEF肿瘤组织开展細胞和背部腹肌组织开展性中的NAD+情况。哪一遇到呈现ET几率在自动上下调整肿瘤组织开展細胞动能新陈排泄和衰老的因为操作历程中起必要的反应。采用硫巯基化进行分析,的探究职工进的一步遇到ET补救引起cGPDH的硫巯基化情况可观提高。cGPDH是NAD+转成途经中的重要性酶,它在将提子糖-6-磷酸转换为6-磷酸提子糖酸的操作历程中所产生NADPH,行而引起NAD+/NADH的取舍。cGPDH敲除的线虫暂未从ET中换取NAD+情况的益处,这呈现cGPDH是ET的反应的重要性酶。前者,的探究职工还遇到ET补救引起背部腹肌组织开展性中cGPDH特异性可观提高,并断定了cGPDH硫巯基化是引起特异性提高的因为。哪一遇到体现了ET采用自动上下调整cGPDH的硫巯基化睡眠状态来引起其特异性的工作机制,进而几率引起NAD+的转成和肿瘤组织开展細胞新陈排泄。

图5 ET确认引发3-磷酸甘油脱氢酶的硫巯基化来增长NAD横向并减少肌肉群键康

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

总结ppt

上述讲到上述一系列的,本深入分析发觉ET可以按照CSE-H2S-cGPDH-SSH-NAD+4g信号径路增进NAD+效率,以此优化腿部相关肌肉效率、淋巴管化、腿部相关肌肉细胞膜膜干细胞美容膜膜需求量和耐力,提升建康年限短。该发觉为看法ET在细胞细胞衰老时中的功效给出了新的视域,而且要为开发设计采取细胞细胞衰老相关疾患的新方法给出了隐藏的的有机会性。ET的功效缘由和隐藏的的诊疗选用为十年后的中国的深入分析给出了多样化的经历室内空间。可以按照进三步的深入分析,你们有机会会发觉ET在优化人间建康和提升建康年限短方向的更加隐藏的益处。

拜谱个人总结

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,暨第二家推出了、中国大陆唯一的较为成熟商业性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、次磺碱化、total硫化复原、氧化钙含量巯基等掩盖产品设备,构建了商品最齐面、系统指标体系最心智成熟的半胱氨酸阳极氧化还原故宫场景系列新产品绘制组学商品,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!

可以参考论文毕业论文:

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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