
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、最主要研发结论
01.内皮组织细胞的S-巯基化绘制
本段相比了3组联接打样定制,转换了4个参数集。参数集1比如从无斑块的肠系膜大大动脉中分发型离的非人工人内皮癌神经元膜和含斑块的颈大大动脉剥离的非人工人内皮癌神经元膜,目的选择微血管急病中致使半胱氨酸分泌降了而变S-巯基化的靶标;参数集2比如静置或液体复制粘贴切面力下致力于的人内皮癌神经元膜,已成定局选择内源会产生的H2Sn 的受众;参数集3将内皮癌神经元膜居于复制粘贴切面力时以降了 半胱硫氨酸γ裂解酶(CSE)表达方式,用萃取剂或缓控 H 2 S n 供体SG1002处理,目的设别可被外源加入的H2Sn淡化的半胱氨酸残基。在大部分3个参数密集,总计有18八个熟悉蛋白酶被CSE产生的 H 2 S n 或外源用的 H 2 S n 挥发供体淡化,基本相符字段表现,带负电势的谷氨酸和天冬氨酸与S-巯基半胱氨酸尤其比较接近于,很是在−1、−2、−3和+1地点(图1)。
图1. 内皮受损细胞S -巯基化掩盖组 (图源:Bibli et al., Circulation, 2021)
02.组合素是被长度S-巯基化的淀粉酶
对一切3数个据集的巯基化血清知道包含的概述,知道了俩个通常的 H 2 S n靶向药物血清簇(即资源优化组合素介导的网络手机信号减弱和糖酵解)。人类基因集包含的优秀率图也签定了资源优化组合素组织的表面相互之间用途的血清,优秀率比较高的是资源优化组合素。进一部概述出现 ,资源优化组合素α2、α5、α6、α 1、αV、β1和β3的S-巯基化限度较高,在资源优化组合素β1和β3中检查到各个巯基化半胱氨酸残基(图1E)。荧光显微最终断定在空态情况下培育的内皮组织及无斑块内皮组织处存有高平行的S-巯基化,而在截取应力应变下的组织及包含的斑块样板中基本上彻底得不到网络手机信号(图2)。
图2 内皮β3聚合素S-巯基化的可视化数据科学研究(图源:Bibli et al., Circulation, 2021)
03.β3构建素的S-巯基化决定性了原子内二硫键、构建素的廷伸和功能模块
β3优势互补素内的S-巯基半胱氨酸残基精确定位于细胞系外“食含半胱氨酸”或I-EGF(优势互补素-表层生長成分)样格局域3和4(Cys529、532、534、593、601),及调接配体判断力的混种杂交格局域(Cys39、42、49、52),这两人格局域都包括决心β3优势互补素表现抗扰的二硫键。质谱最后取决于,H2Sn 存在的下,Cys39、42、49、52及593有一些·聚集, 而 Cys64、 75、527、 529、532、534、657、661及601变动,取决于在 H 2 S n 将会使β3优势互补素的构象和功能键情况变化规律(图3)。
图3 S-巯基化对β3资源整合素碱化的导致 (图源:Bibli et al., Circulation, 2021)
04.S-巯基化β3资源整合素确认RhoA依赖感管理机制增加内皮生殖细胞的机械化转导力
β3梳理素构象的发生变化会不良危害内皮组织对血液和动热学伤害性的危害,如内皮组织在血液领域上的再的分布。进一点探讨感觉了S-巯基化对β3梳理素-Gα13-RhoA轴的不良危害,根据β3梳理素与Gα13的运用与RhoA的调节业内,而RhoA的调节针对机械厂感知和崩溃流通的组织并购重组是必难以少的(图4)。
图4 CSE丢失和混炼橡胶氢相关联的磺胺混炼橡胶合物补足对里皮细胞核RhoA (ras同源族氏的人A)促活和机械设备感应器的引响
05.β3转型素S-巯基化的调节出血诱导型的动静脉舒张和心率
自动化机械装备感应器和自动化机械装备转导的问题形成心主动脉舒张破损。敲除CSE的内皮人体肿瘤细胞成绩留出血量分析的心主动脉扩涨心里障碍物,这与β1或β3优化组合素传导效用相仿,依据给药SG1002可以有效回到小鼠肠系膜主动脉心主动脉比较敏单纯。反驳来,编辑考评了 H 2 S n发出化学物质MSM对12名内皮功能表心里障碍物糖尿病患者出血量分析的心主动脉扩涨的会影响。在收到MSM的受试者中,出血量分析的扩涨清晰多,MSM衍生产品的 H 2 S n靶向治疗β3优化组合素的的能力依据评估其在再循环人体肿瘤细胞中的S-巯基化能够得到表明(图5)。
图5 补充营养硫化橡胶氢对人体本身血流量诱惑的静脉舒张的直接影响
二、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-巯基化绘制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、拜谱总结
在这项研究中,作者通过S-巯基化呈现组学,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!
参考使用学术论文: 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