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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

引言

肌肤新陈细胞代谢不是个复杂的且多特点的动物学的期间 ,它不标志logo着用时的蹉跎,更伴跟着时间的推移动木块好几种生活学的工作的日益衰败或是各种类型传染性疾病危险因素的明显攀升。从生殖細胞维度的分解减轻、DNA破损积累,到人体内脏整体的的工作障碍,肌肤新陈细胞代谢的会影响贯彻生命安全的有几个分阶段。近近几年来,跟着时间的推移原子核动物学和球核苷酸组学的迅猛未来发展,半胱氨酸装饰球核蛋白酶组学日益踏入了分析者的视眼。硫基化装饰是 当中的属于决定性的球核苷酸后装饰,日益被分析者的重视。它在生殖細胞4g信号传输、分解宏观调控或是抗氧化性的抵抗等关键点生活学的期间 中选择着不易或缺的人物角色。

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刊物(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表达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 模型图

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

深入研究ET对细胞衰老动植物键康质保期的不良影响

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呈现淀粉酶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可增长明艳隐杆线虫的期限和营养健康情況

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

说明ET功能的原子缘由

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。进一步的热淀粉酶质组学分析(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出现H2S的底物

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

断定ET用处的依赖感性

深入剖析成员利用一品类检测声明了ET的帮助。根本在于,在CSE敲除的线虫中,选择Kaplan-Meier经营剖析和Mantel-Cox长秩测试评价指标ET对线虫壽命的应响,察觉ET治理沒有加长壽命或可以优化稳定壽命,这声明了ET的帮助依懒关系于CSE。相近地,MPST(3-巯基异丙醇酸硫转入酶)敲除的线虫也暂时无法从ET中赚取稳定壽命的益处,这表示MPST表达出来往往ET帮助所必备。除此以外,在CSE敲除的MEF神经受损受损神经元系系中,选择MTT法和线粒体深深吸气功能模块剖析确定好ET治理沒有可以优化抗钝化生物学或神经受损受损神经元系系发芽,这进三步声明了ET的帮助依懒关系于CSE。神经受损受损神经元系系充满活力和受损神经元系分解代谢剖析出现,ET治理会造成MEF神经受损受损神经元系系和HUVEC(人脐静脉血管内皮)神经受损受损神经元系系的线粒体深深吸气明显增强、ATP生产加大和神经受损受损神经元系系发芽提高。尽管,一些效果在CSE敲除神经受损受损神经元系系中不见了,这声明了ET的帮助依懒关系于H2S数据信息牵张反射和神经受损受损神经元系系受损神经元系分解代谢。一些察觉不只呈现了ET帮助的氧分子机理,但是提出了CSE在ET介导的生物学效果中的根本帮助。

图4 ET冶疗对期和健康生活的益处决定于CSE

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

探索ET对NAD+总体水平的的影响

科学实验技术人士在探求ET对NAD+技术的影向这方面出现了,ET办理明显加快了线虫、MEF内部和肩部腹肌组织性机构中的NAD+技术。相应出现了提醒ET也许 在上下调整内部能量消耗产生被转化和萎缩阶段中引领至关重要效用。采用硫巯基化定量分析,科学实验技术人士进第一步出现了ET办理引起cGPDH的硫巯基化技术明显增高。cGPDH是NAD+合成路线中的重点酶,它在将夏黑葡糖-6-磷酸被转化为6-磷酸夏黑葡糖酸的阶段中制造NADPH,而能影向NAD+/NADH的均衡性。cGPDH敲除的线虫尚未从ET中刷出NAD+技术的益处,这表面cGPDH是ET效用的重点酶。除外,科学实验技术人士还出现了ET办理引起肩部腹肌组织性机构中cGPDH可溶性酶类明显增高,并表明了cGPDH硫巯基化是引起可溶性酶类增高的现象。相应出现了论述了ET采用上下调整cGPDH的硫巯基化工作状态来影向其可溶性酶类的制度,因而也许 影向NAD+的合成和内部产生被转化。

图5 ET依据引发的3-磷酸甘油脱氢酶的硫巯基化来新增NAD技术并增强肩部肌肉稳定

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

总结

上面所讲,本深入分析探讨发掘ET依据CSE-H2S-cGPDH-SSH-NAD+讯号径路升高NAD+级别,进而持续改进胸肌群服务质量、血液化、胸肌群受损肿瘤细胞干受损肿瘤细胞用量和耐力,调长身体使用期。某种发掘为解释ET在显老过程中 中的效用打造了新的第一人称视角,并且还为研发而对显老涉及传染性疾病的新控制方式打造了因素性的的已经性。ET的效用措施和因素性的的控制用途为未来的发展的深入分析探讨打造了充沛的探求环境。依据进第一步的深入分析探讨,我们大家已经会发掘ET在持续改进猿类身体和调长身体使用期层面的其他因素性的益处。

拜谱总结

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,暨首批面世、在国内惟一成熟完善企业化的棕榈酰化装饰血清组学后,成功推出了亚硝基化、谷胱甘肽化、硫巯基化、次磺硝化作用、total腐蚀复原、分离巯基等遮盖设备,构建了设备齐全面、能力工作体系最成孰的半胱氨酸空气氧化展现一系列装饰组学设备,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!

分类文章:

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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