
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、重要探析结论
01.内皮体细胞的S-巯基化突显
下面相对较了3组联接样件,绘制了四位数值集。数值集1包扩从无斑块的肠系膜血栓中分发型离的非本身人内皮组织受损内部和含斑块的颈血栓分離的非本身人内皮组织受损内部,目的确实好血栓消化道疾病中基于半胱氨酸分解大大减少而提升S-巯基化的靶标;数值集2包扩静置或气体、复制粘贴弯曲承载力下培育的人内皮组织受损内部,已成定局确实好内源引发的H2Sn 的计划;数值集3将内皮组织受损内部放至、复制粘贴弯曲承载力时以大大减少 半胱硫氨酸γ裂解酶(CSE)展示,用相转移催化剂或缓凝 H 2 S n 供体SG1002办理,目的辨别的可被外源放H2Sn体现的半胱氨酸残基。在每个3位数值汇聚,有189个普通蛋白质被CSE发展的 H 2 S n 或外源app的 H 2 S n 放供体体现,整体相一致编码序列显视,带负带电粒子的谷氨酸和天冬氨酸与S-巯基半胱氨酸比较贴近,很是在−1、−2、−3和+1定位(图1)。
图1. 内皮细胞核S -巯基化体现组 (图源:Bibli et al., Circulation, 2021)
02.兼容合并素是被极高S-巯基化的蛋白酶
对大部分3数为据集的巯基化淀粉酶实行丰度分享,选择了二个最主要的 H 2 S n靶向治疗淀粉酶簇(即优化组合素介导的警报电荷转移和糖酵解)。染色体集丰度打分图也检验了优化组合素血细胞核系膜表面能共同用途的淀粉酶,打分比较高的是优化组合素。进步分享显示,优化组合素α2、α5、α6、α 1、αV、β1和β3的S-巯基化层度较高,在优化组合素β1和β3中检则到数个巯基化半胱氨酸残基(图1E)。荧光显微后果声明在空态状态下培植的内皮血细胞核系膜与无斑块内皮血细胞核系膜处出现一流方向的S-巯基化,而在截取视频扯力下的血细胞核系膜与具有斑块样品英文中近乎根本流失警报(图2)。
图2 内皮β3聚合素S-巯基化的可视化效果深入分析(图源:Bibli et al., Circulation, 2021)
03.β3聚合素的S-巯基化取决了分子式内二硫键、聚合素的不断延展和功能表
β3优化素内的S-巯基半胱氨酸残基精确定位于细胞系外“含有半胱氨酸”或I-EGF(优化素-表面生长发育因素)样的架构设计域3和4(Cys529、532、534、593、601),或调结配体亲合力的交配的架构设计域(Cys39、42、49、52),这两位的架构设计域都带有取决于β3优化素走势减压反射的二硫键。质谱报告表示,H2Sn 产生下,Cys39、42、49、52及593有些丰度, 而 Cys64、 75、527、 529、532、534、657、661及601再降,表示在 H 2 S n 应该使β3优化素的构象和系统引发产生波动(图3)。
图3 S-巯基化对β3优势互补素碱化的影向 (图源:Bibli et al., Circulation, 2021)
04.S-巯基化β3推进素根据RhoA依懒共识机制持续内皮内部的机械化转导力
β3梳理素构象的改变了会作用内皮神经肿瘤细胞核对血液传递发动机学激发的症状,如内皮神经肿瘤细胞核在血液传递方面上的继续排顺。进三步深入分析发现了S-巯基化对β3梳理素-Gα13-RhoA轴的作用,如果β3梳理素与Gα13的相结合与RhoA的压制密切相关,而RhoA的压制谈谈机械性感知和响应的传递的神经肿瘤细胞核合拼是必难以少的(图4)。
图4 CSE缺少和混炼氢一些的磺胺混炼合物添加体制皮组织RhoA (ras同源家簇班子成员A)刺激和机械装备传感器的应响
05.β3整理素S-巯基化设定血供帮助的动静脉舒张和心率
自动化设备感應和自动化设备转导的缺陷报告引致血栓舒张有污点。敲除CSE的内皮组织系表现形式大出血液流动引发的血栓扩充期期认知心理障碍,这与β1或β3融合素阻隔相应一样,经由给药SG1002有效找回小鼠肠系膜静脉血栓皮肤敏情绪化。接出来了来,小说家评定了 H 2 S n减少单质MSM对12名内皮作用认知心理障碍提高血液流动引发的血栓扩充期期的会影响。在承受MSM的受试者中,血液流动引发的扩充期期明显的增强,MSM研究的 H 2 S n靶向治疗β3融合素的的能力经由监测器其在循环法组织系中的S-巯基化到可确认(图5)。
图5 补冲硫化橡胶氢对人体健康出血促进的血官舒张的影晌
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-巯基化表达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、拜谱个人总结
在这项研究中,作者通过S-巯基化遮盖组学,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!
参考资料文献资料: 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