
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、关键探索数据
01.内皮组织细胞的S-巯基化装饰
本文作者比了几组连接供试品,制成了五位数值集。数值集1以及从无斑块的肠系膜主动静脉中分发型离的具有人内皮生殖体神经元和含斑块的颈主动静脉拆分的具有人内皮生殖体神经元,为了更好地制定动静脉慢性病中是由于半胱氨酸导致减少而转换S-巯基化的靶标;数值集2以及静置或液体复制粘贴地压力下培养计划的人内皮生殖体神经元,极可能制定内源导致的H2Sn 的指标;数值集3将内皮生殖体神经元放于复制粘贴地压力下,以减少 半胱硫氨酸γ裂解酶(CSE)表达出来,用相转移催化剂或缓凝 H 2 S n 供体SG1002工作,为了更好地判断可被外源增加H2Sn呈现的半胱氨酸残基。在任何3位数值集中点,共设187个普通蛋清被CSE诞生的 H 2 S n 或外源APP的 H 2 S n 发出供体呈现,环境承载力一直编码序列表现,带负自由电荷的谷氨酸和天冬氨酸与S-巯基半胱氨酸非常亲近,非常是在−1、−2、−3和+1地点(图1)。
图1. 内皮癌细胞S -巯基化淡化组 (图源:Bibli et al., Circulation, 2021)
02.组合素是被程度S-巯基化的核蛋白
对各种3个大概的数据集的巯基化球血清酶参与丰度介绍,确保了俩通常的 H 2 S n靶向药物球血清酶簇(即合并素介导的的表现除极和糖酵解)。人类基因集丰度打分图也亲子鉴定了合并素组织体細胞外观能够 能力的球血清酶,打分很高的是合并素。进一歩介绍看见,合并素α2、α5、α6、α 1、αV、β1和β3的S-巯基化技术化较高,在合并素β1和β3中的检测到多家巯基化半胱氨酸残基(图1E)。荧光显微最终确认在冗余技术水平下养育的内皮组织体細胞甚至无斑块内皮组织体細胞处产生高技术水平的S-巯基化,而在拷贝能力下的组织体細胞甚至包含斑块供试品中基本上根本抛弃的表现(图2)。
图2 内皮β3数据整合素S-巯基化的交互研究分析(图源:Bibli et al., Circulation, 2021)
03.β3优化素的S-巯基化决定性了原子核内二硫键、优化素的交叉和的功能
β3整理资源素内的S-巯基半胱氨酸残基地位于神经元外“丰富半胱氨酸”或I-EGF(整理资源素-表层繁殖细胞)样构造域3和4(Cys529、532、534、593、601),或自动调节配体自己的亲和力的混种构造域(Cys39、42、49、52),这两构造域都主要包括绝对β3整理资源素表现传递的二硫键。质谱没想到反映,H2Sn 具备下,Cys39、42、49、52及593有所作为生物富集, 而 Cys64、 75、527、 529、532、534、657、661及601再降,反映在 H 2 S n 可以使β3整理资源素的构象和功用进行变(图3)。
图3 S-巯基化对β3结合素纯化的导致 (图源:Bibli et al., Circulation, 2021)
04.S-巯基化β3数据整合素利用RhoA忽略系统长期保持内皮细胞膜的自动化设备转导力
β3组合素构象的更改会的损害内皮上皮生殖神经元对血液流动性能源学有趣的相应,如内皮上皮生殖神经元在血液流动性方法上的重拾布置。进一歩探究发掘了S-巯基化对β3组合素-Gα13-RhoA轴的的损害,这是由于β3组合素与Gα13的结合起来与RhoA的压制有观,而RhoA的压制对待机械化传感器和相应流动性的上皮生殖神经元整体上市是必必须少的(图4)。
图4 CSE欠缺和加硫氢涉及到的的磺胺加硫合物及时补充对里皮肿瘤细胞RhoA (ras同源家族性的成员名单A)重置和机械装备调节器的后果
05.β3组合素S-巯基化调出血诱惑的动静脉舒张和血压正常
机制感受到和机制转导的常见问题造成 冠脉动静脉舒张损伤。敲除CSE的内皮受损组织细胞表现形式内出血液流动成脂的冠脉动静脉扩充心理阻碍,这与β1或β3优化组合素阻隔定律形似,在给药SG1002有无效回复小鼠肠系膜冠脉冠脉动静脉敏感脆弱性。现在来,写作者评诂了 H 2 S n释放出来单质MSM对12名内皮的功能心理阻碍我们血液流动成脂的冠脉动静脉扩充的干扰。在确认MSM的受试者中,血液流动成脂的扩充比较明显曾加,MSM发展的 H 2 S n靶向治疗β3优化组合素的业务能力在监测网其在循坏受损组织细胞中的S-巯基化收获可确认(图5)。
图5 填充混炼氢对人体健康血液流动诱发的动脉舒张的损害
二、工作小结
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、拜谱个人心得体会
在这项研究中,作者通过S-巯基化绘制组学,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!
参考价值期刊论文: 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